JP2013191683A - 光半導体素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】引き出し配線の断線を抑制することが可能な光半導体素子の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の光半導体素子の製造方法は、ストライプ溝２１、２２を形成する工程と、保護膜１５を形成する工程と、ポリマー部１７を形成する工程と、メサ部Ｍの上面ＭＴを露出させるように保護膜１５をエッチングする工程と、引き出し配線３４を形成する工程とを備える。ポリマー部１７を形成する工程では、ポリマー部１７の上面１７Ｔが傾斜面１７Ｓ１、１７Ｓ２を有するように、ポリマー部１７を形成する。エッチングする工程は、メサ部Ｍの上面ＭＴを露出させるようにポリマー部１７と保護膜１５を一括してエッチングする工程を含む。ポリマー部１７の形成直後において、傾斜面１７Ｓ１、１７Ｓ２の傾斜角をθ、保護膜１５の厚さをｄ、メサ部Ｍの上面ＭＴの幅をｗとしたとき、tanθ≧２ｄＲ／ｗなる関係式を満たす。
【選択図】図８

Description

本発明は、光半導体素子の製造方法に関する。

下記特許文献１には、光半導体素子及びその製造方法が記載されている。当該文献には、導波路型の光半導体素子において、リッジ装荷型光導波路の両脇にリッジ部を形成するためのエッチング溝（ストライプ溝）を設け、そのエッチング溝にのみ半導体以外の物質（例えば、ポリイミド樹脂等のポリマー）を充填し平坦化すること、及び、エッチング溝の幅を最適な値に設計することにより、光半導体素子の高出力特性および信頼性を向上させることが可能であることが記載されている。

特開平８−２２０３５８号公報

リッジ導波路等のストライプ状のメサ部を有する光半導体素子を製造する際には、一般的に、半導体基板上に活性層等を含む半導体積層を成長させた後、当該半導体積層に一対のストライプ溝を形成することにより、メサ部を形成する。そして、露出表面上に酸化物材料等からなる保護膜を形成した後に、メサ部上に電極を形成し、半導体積層のメサ部以外の領域上に引き出し配線及び電極パッド部を形成する。しかし、ストライプ溝内に引き出し配線を形成してしまうと、導波路内を伝搬する光の散乱や吸収が増加してしまう。このような問題点を回避するための方法として、上記特許文献１に記載されているように、メサ部を形成した後に、一対のストライプ溝にポリマーを埋め込み、半導体積層及びポリマー部上に電極、引き出し配線及び電極パッドを形成する方法が知られている。

しかしながら、このような方法で光半導体素子を製造すると、以下のような理由により、引き出し配線の断線が生じ易いことを、本発明者らは見出した。

図１及び図２は、従来の光半導体素子を製造する方法を説明するための断面図である。従来の光半導体素子を製造する方法においては、まず、図１（Ａ）に示すように、半導体基板１０１上に、活性層を含む半導体積層１０３を形成し、これにより、半導体基板１０１と半導体積層１０３とからなる半導体構造体１０５を形成する。続いて、図１（Ｂ）に示すように、半導体構造体１０５をエッチングして一対のストライプ溝１２１、１２２を形成することにより、メサ部Ｍｐ及び外部領域Ｅｘｐを規定する。次に、図１（Ｃ）に示すように、半導体構造体１０５の露出表面に酸化シリコン等からなる保護膜１０７を形成する。

次に、図２（Ａ）に示すように、メサ部Ｍｐ、一対のストライプ溝１２１、１２２及び外部領域Ｅｘｐを埋め込むように半導体構造体１０５上にポリマー部１１１を形成する。そして、図２（Ｂ）に示すように、マスクを用いてポリマー部１１１の一部の領域をエッチングして、保護膜１０７のうちのメサ部Ｍｐ上の領域、及び、一対のストライプ溝１２１、１２２内のポリマー部１１１が露出するようにメサ部Ｍｐ上方にエッチング溝１１１Ｐを形成する。その後、図２（Ｃ）に示すように、露出した保護膜１０７とポリマー部１１１をドライエッチング法等によってエッチングすることにより、メサ部Ｍｐの上面ＭｐＴを露出させる。その後、メサ部Ｍｐの上面ＭｐＴ上に、上部電極を形成し、一方の外部領域Ｅｘｐ上のポリマー部１１１上にパッド電極を形成し、ストライプ溝１２１内のポリマー部１１１上に、上部電極とパッド電極とを電気的に接続する引き出し配線を形成する。

図２（Ｃ）に示すように、メサ部Ｍｐの上面ＭｐＴを露出させる際、メサ部Ｍｐ上の保護膜１０７と一対のストライプ溝１２１、１２２内のポリマー部１１１を同じ厚さだけエッチングすることにより、メサ部Ｍｐの上面ＭｐＴが露出した後に、当該上面ＭｐＴと、一対のストライプ溝１２１、１２２内のポリマー部１１１の上面１２１Ｔ、１２２Ｔとの間に段差が形成されないようにすることが理想的である。

しかしながら、実際には、ドライエッチング法等による保護膜１０７のエッチングレートは、ポリマー部１１１のエッチングレートよりも小さいため、メサ部Ｍｐの上面ＭｐＴが露出した後には、当該上面ＭｐＴよりも、一対のストライプ溝１２１、１２２内のポリマー部１１１の上面１２１Ｔ、１２２Ｔの方が低くなってしまう。そのため、メサ部Ｍｐの上面ＭｐＴと一対のストライプ溝１２１、１２２内のポリマー部１１１の上面１２１Ｔ、１２２Ｔとの間には、保護膜１０７を介して、メサ部Ｍｐの上面ＭｐＴ側から一対のストライプ溝１２１、１２２内のポリマー部１１１の上面１２１Ｔ、１２２Ｔ側に向かって低くなるような段差Ｓｐが形成されてしまう。そのため、ストライプ溝１２１内のポリマー部１１１上に引き出し配線を形成すると、この段差Ｓｐに起因して引き出し配線の断線が生じ易いことを、本発明者らは見出した。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、引き出し配線の断線を抑制することが可能な光半導体素子の製造方法を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明に係る光半導体素子の製造方法は、半導体基板上に活性層を含む半導体積層を形成し、これにより半導体基板及び半導体積層からなる半導体構造体を形成する半導体構造体形成工程と、半導体基板の主面と平行な第１方向に沿って延びると共に半導体基板の主面と平行かつ第１方向と直交する第２方向に互いに離間する第１及び第２の開口を有するマスクによって半導体構造体を覆うマスク工程と、上記マスクを用いて半導体構造体をエッチングすることにより、半導体構造体に第１方向に沿って延びる第１及び第２のストライプ溝を形成するストライプ溝形成工程であって、第１及び第２のストライプ溝は、半導体構造体のうち第１及び第２のストライプ溝の間に位置するメサ部を規定すると共に、半導体構造体のうち第１及び第２のストライプ溝よりもメサ部側とは反対側に位置する外部領域を規定する、ストライプ溝形成工程と、メサ部の上面及び側面に誘電体材料からなる保護膜を形成する保護膜形成工程と、保護膜形成工程の後に、メサ部及び外部領域を覆うように、かつ、一対のストライプ溝を埋めるように、半導体構造体上にポリマー部を形成するポリマー部形成工程と、メサ部の上面を露出させるように、ポリマー部の一部、及び、保護膜のうちメサ部の上面上の領域をエッチングするエッチング工程と、メサ部の露出した上面上に、上部電極を形成する電極形成工程と、上部電極と電気的に接続された引き出し配線を、ポリマー部のうち、少なくとも第１のストライプ溝内の領域上に形成する引き出し配線形成工程と、を備え、ポリマー部形成工程では、ポリマー部の上面が、第１方向と直交する断面において、メサ部の上方の第１の点から、第１のストライプ溝の上方の第２の点に向かって上昇する傾斜面を有するように、当該ポリマー部を形成し、エッチング工程は、傾斜面が保護膜と接するように、ポリマー部をエッチングして当該傾斜面を低下させるポリマー部エッチング工程と、ポリマー部エッチング工程の後に、保護膜に対するエッチングレートをｒ_１、ポリマー部に対するエッチングレートをｒ_２、エッチングレート比Ｒをｒ_２／ｒ_１としたとき、Ｒ＞１なる関係式を満たすエッチング法によって、メサ部の上面を露出させるようにポリマー部及び保護膜を一括してエッチングする一括エッチング工程を含み、ポリマー部形成工程直後において、第１方向と直交する断面における第２方向と上記傾斜面とが成す内角をθ、保護膜のうちメサ部の上面上の上記領域の厚さをｄ、メサ部の上面の第２方向に沿った幅をｗとしたとき、tanθ≧２ｄＲ／ｗなる関係式を満たすことを特徴とする。

本発明に係る光半導体素子の製造方法においては、一括エッチング工程において、Ｒ＞１なる関係式を満たすエッチング方法、即ち、保護膜に対するエッチングレートｒ_１がポリマー部に対するエッチングレートｒ_２よりも小さくなるようなエッチング法を用いて、メサ部の上面を露出させるようにポリマー部の一部及び保護膜を一括してエッチングする。

しかし、ポリマー部形成工程では、ポリマー部の上面が、第１方向と直交する断面において、メサ部の上方の第１の点から、第１のストライプ溝の上方の第２の点に向かって上昇する傾斜面を有するように、当該ポリマー部を形成している。その上、ポリマー部形成工程直後において、第１方向と直交する断面における第２方向と、この傾斜面とが成す内角をθ、保護膜のうちメサ部の上面上の領域の厚さをｄ、メサ部の上面の第２方向に沿った幅をｗとしたとき、tanθ≧２ｄＲ／ｗなる関係式を満たしている。

そのため、第１方向と直交する断面において、ポリマー部形成工程直後のポリマー部の傾斜面の高さは、第２方向に沿って当該傾斜面が上昇する方向にｗ／２だけ位置が移動すると、ｄＲ以上高くなる。そして、一括エッチング工程において、保護膜が厚さｄだけエッチングされる間に、ポリマー部は、ｄＲだけエッチングされる。

そのため、第１方向と直交する断面において、ポリマー部エッチング工程直後に傾斜面が保護膜と接する点の直下に位置するメサ部の上面内の点の上方の保護膜が、一括エッチング工程においてちょうど全てエッチングされた際、メサ部の上面内の当該点から第２方向に沿って傾斜面が上昇する方向にｗ／２だけ移動した点の上方において、ポリマー部が残存する、又は、ポリマー部がちょうど全てエッチングされる。これにより、一括エッチング工程後に、メサ部の上面よりも、ポリマー部のうちストライプ溝内の領域の上面の方が低くなってしまうことを、防止又は抑制することができる。その結果、メサ部の上面とポリマー部の当該領域の上面との間に、保護膜を介して、メサ部の上面側からポリマー部の当該領域側に向かって低くなるような段差が形成されることは、防止又は抑制される。

これにより、本発明に係る光半導体素子の製造方法によれば、引き出し配線形成工程において、上述のような段差が形成されていない、又は、抑制されたポリマー部の上記領域上に引き出し配線を形成することができるため、当該引き出し配線の断線が生じることを抑制することができる。

さらに、本発明に係る光半導体素子の製造方法においては、ポリマー部形成工程では、ポリマー部の上面が、第１方向と直交する断面において、第１の点から第２の点に向かって上昇すると共に、第２の点から外部領域上の第３の点に向かって上昇する上記傾斜面を有するように、当該ポリマー部を形成することが好ましい。

これにより、上記傾斜面は、メサ部の上方の第１の点から外部領域上の第３の点まで延びるため、引き出し配線を外部領域上まで形成しても、当該引き出し配線の断線が生じることを抑制することができる。

さらに、本発明に係る光半導体素子の製造方法においては、ポリマー部は、ベンゾシクロブテン又はポリイミドからなり、保護膜は、ＣＦ_４ガスとＯ_２ガスの混合ガスをエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチング法によってエッチング可能な材料からなり、ポリマー部エッチング工程と一括エッチング工程におけるエッチングは、ＣＦ_４ガスとＯ_２ガスの混合ガスをエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチング法によって行われることが好ましい。

これにより、エッチング工程におけるポリマー部エッチング工程と一括エッチング工程とを、ＣＦ_４ガスとＯ_２ガスの混合ガスをエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチング法という１種類のエッチング法のみで行うことができるため、これらの工程を連続的に行うことができる。その結果、光半導体素子の製造時のスループットを高くすることができる。

また、本発明に係る光半導体素子の製造方法においては、ポリマー部は、フッ素含有ポリマーからなり、保護膜は、Ｏ_２ガスをエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチング法によって実質的にエッチングされない材料からなり、ポリマー部エッチング工程は、Ｏ_２ガスをエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチング法によってポリマー部の一部をエッチングすることにより、保護膜のうちメサ部の上面上の上記領域を露出させることが好ましい。

これにより、ポリマー部エッチング工程において、保護膜をエッチングせずに当該保護膜の上面を十分に露出させてから、一括エッチング工程を行うことができる。そのため、一括エッチング工程において保護膜をより均一にエッチングすることができるため、メサ部の形状制御性を高くすることができる。

さらに、本発明に係る光半導体素子の製造方法においては、第１及び第２のストライプ溝の第２方向に沿った幅をｚとしたとき、ｚ／ｗの値は、１．５以上、６．０以下であることが好ましい。

このｚ／ｗの値を１．５以上とすることにより、第１及び第２のストライプ溝の第２方向に沿った幅が十分に大きくなるため、ポリマー部形成工程において、ポリマー部の上面を、メサ部の上方から外部に向かって上昇するように傾斜させることが容易となる。

また、このｚ／ｗの値を６．０以下とすることにより、第１及び第２のストライプ溝の第２方向に沿った幅が十分に小さくなるため、ポリマー部形成工程において、ポリマー部の上面が、メサ部の上方から外部に向かって下降するように傾斜してしまうことを十分に抑制することができる。そのため、ポリマー部形成工程において、ポリマー部の上面が、第１方向と直交する断面において、メサ部の上方の第１の点から、第１のストライプ溝の上方の第２の点に向かって上昇する傾斜面を有するように、当該ポリマー部を形成することが容易となる。

本発明によれば、引き出し配線の断線を抑制することが可能な光半導体素子の製造方法が提供される。

従来の光半導体素子を製造する方法を説明するための断面図である。 従来の光半導体素子を製造する方法を説明するための断面図である。 半導体構造体形成工程を説明するための斜視図である。 マスク工程を説明するための斜視図である。 ストライプ溝形成工程を説明するための斜視図である。 保護膜形成工程を説明するための斜視図である。 ポリマー部形成工程を説明するための斜視図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。 ポリマー部エッチング工程を説明するための斜視図である。 図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。 一括エッチング工程を説明するための斜視図である。 図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面図である。 一括エッチング工程を説明するための斜視図である。 図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った断面図である。 上部電極形成工程を説明するための斜視図である。 図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿った断面図である。 引き出し配線形成工程を説明するための斜視図である。 、図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿った断面図である。 ポリマー部エッチング工程を説明するための斜視図である。 図１９のＸＸ−ＸＸ線に沿った断面図である。 一括エッチング工程を説明するための斜視図である。 図２１のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線に沿った断面図である。 エッチング工程後の工程を説明するための斜視図である。 図２３のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線に沿った断面図である。

以下、実施の形態に係る光半導体素子の製造方法について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、可能な場合には同一要素には同一符号を用いる。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見易さのため、それぞれ任意となっている。

（第１実施形態）
第１実施形態に係る光半導体素子の製造方法について説明する。本実施形態の光半導体素子の製造方法は、半導体レーザ素子の製造方法である。

本実施形態の光半導体素子の製造方法は、半導体構造体形成工程と、マスク工程と、ストライプ溝形成工程と、保護膜形成工程と、ポリマー部形成工程と、エッチング工程と、上部電極形成工程と、引き出し配線形成工程と、を備えている。以下、これらの各工程について詳細に説明する。

（半導体構造体形成工程）
図３は、半導体構造体形成工程を説明するための斜視図である。本工程では、まず、図３に示すように、半導体基板１を準備する。その後、半導体基板１の主面１Ｓ上に、活性層を含む半導体積層を形成する。具体的には、本実施形態では、半導体基板１の主面１Ｓ上に、例えば、有機金属気相成長法（ＯＭＶＰＥ）等のエピタキシャル成長法によって、バッファー層３、コア層としての活性層５、及び、上部クラッド層７をこの順に成長させることによって、主面１Ｓ上に、これらの層を有する半導体積層９を形成する。このようにして、半導体基板１及び半導体積層９からなる半導体構造体１０を形成する。

半導体基板１は、第１導電型（例えば、ｎ型）の半導体材料からなるエピタキシャル基板であり、例えば、ＩｎＰ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる。半導体基板１は、略平坦な主面１Ｓと、主面１Ｓと対向する略平坦な裏面１Ｂと、を有している。なお、図１及び以降の図においては、直交座標系２を示しており、主面１Ｓと平行な方向に直交座標系２のＸ軸及びＹ軸を設定し、主面１Ｓと直交する方向（半導体基板１の厚さ方向、及び、半導体積層９の積層方向）に直交座標系２のＺ軸を設定している。

バッファー層３は、例えば、第１導電型の半導体材料、例えば、ＩｎＰ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなるエピタキシャル層である。半導体基板１とバッファー層３は、活性層５に対する下部クラッドとして機能する。活性層５は、例えば、ＭＱＷ（多重量子井戸）構造やＳＱＷ（単一量子井戸）構造を有し、例えば、ノンドープのＡｌＧａＩｎＡｓ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなるエピタキシャル層である。 上部クラッド層７は、第２導電型（第１導電型がｎ型の場合、ｐ型）の半導体材料、例えば、ＩｎＰ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなるエピタキシャル層である。

（マスク工程）
次に、マスク工程が行われる。図４は、マスク工程を説明するための斜視図である。本工程では、図４に示すように、半導体積層９の上部クラッド層７上に、マスク１１を形成する。マスク１１は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）等の酸化物材料からなる。

マスク１１は、第１の開口１１Ｐ１と、第２の開口１１Ｐ２と、中央マスク領域１１Ｍと、第１外部マスク領域１１Ｅ１と、第２外部マスク領域１１Ｅ２と、を有している。第１の開口１１Ｐ１及び第２の開口１１Ｐ２は、それぞれ第１方向であるＹ軸方向に沿って延びている。また、第１の開口１１Ｐ１及び第２の開口１１Ｐ２は、第２方向であるＸ軸方向に互いに離間している。

中央マスク領域１１Ｍ、第１外部マスク領域１１Ｅ１、及び、第２外部マスク領域１１Ｅ２は、それぞれ第１方向であるＹ軸方向に沿って延びている。第１外部マスク領域１１Ｅ１、中央マスク領域１１Ｍ、及び、第２外部マスク領域１１Ｅ２は、この順にＸ軸方向に離間している。中央マスク領域１１Ｍと第１外部マスク領域１１Ｅ１とで、第１の開口１１Ｐ１が規定され、マスク１１と第２外部マスク領域１１Ｅ２とで、第２の開口１１Ｐ２が規定される。

中央マスク領域１１Ｍは、半導体構造体１０のうち、メサ部Ｍ（図５参照）となるべき領域に対応しており、第１外部マスク領域１１Ｅ１は、半導体構造体１０のうち、第１外部領域Ｅ１（図５参照）となるべき領域に対応しており、第２外部マスク領域１１Ｅ２は、半導体構造体１０のうち、第２外部領域Ｅ２（図５参照）となるべき領域に対応している。第１の開口１１Ｐ１は、半導体構造体１０のうち、第１のストライプ溝２１（図５参照）となるべき領域に対応しており、第２の開口１１Ｐ２は、第２のストライプ溝２２（図５参照）となるべき領域に対応している。

このようなマスク１１は、例えば、半導体構造体１０の上面全体に、酸化物材料等からなる層を化学気相成長法（ＣＶＤ）法等の蒸着法によって形成した後に、当該層をフォトリソグラフィー法で所定の形状にパターニングすることによって、形成することができる。

（ストライプ溝形成工程）
続いて、ストライプ溝形成工程が行われる。図５は、ストライプ溝形成工程を説明するための斜視図である。本工程では、図５に示すように、マスク１１を用いて、例えば、エッチングガスとしてヨウ化水素（ＨＩ）ガスを用いた誘導結合型プラズマ反応性イオンエッチング（ＩＣＰ−ＲＩＥ）法等のドライエッチング法によって、半導体構造体１０を所定の深さ（本実施形態では、半導体基板１の厚さ方向の中間位置に至る深さ）だけエッチングする。その後、マスク１１を、フッ酸等をエッチング液として用いたウェットエッチング法等によって除去する。

これにより、半導体構造体１０に、一対のストライプ溝、即ち、第１のストライプ溝２１及び第２のストライプ溝２２が形成される。第１のストライプ溝２１及び第２のストライプ溝２２は、それぞれ、Ｚ軸方向に沿った方向を深さ方向とし、Ｙ軸方向に沿って延び、Ｘ軸方向に互いに離間する。第１のストライプ溝２１、及び、第２のストライプ溝２２のＸＺ平面と平行な断面における形状は、本実施形態では、略矩形状である。

第１のストライプ溝２１及び第２のストライプ溝２２は、当該第１のストライプ溝２１及び第２のストライプ溝２２の間に位置するメサ部Ｍを規定する。また、第１のストライプ溝２１は、当該第１のストライプ溝２１よりもメサ部Ｍ側とは反対側（Ｘ軸の正方向側）に位置する第１外部領域Ｅ１を規定し、第２のストライプ溝２２は、当該第２のストライプ溝２２よりもメサ部Ｍ側とは反対側（Ｘ軸の負方向側）に位置する第２外部領域Ｅ２を規定する。第１のストライプ溝２１のＸ軸方向に沿った幅Ｌ２１、及び、第２のストライプ溝２２のＸ軸方向に沿った幅Ｌ２２は、例えば、１．５μｍ以上、６μｍ以下とすることができる。

メサ部Ｍは、Ｚ軸方向に沿って突出すると共に、Ｙ軸方向に沿って延びる。メサ部Ｍは、活性層５と、下部クラッドとして機能する要素（本実施形態では、バッファー層３及び半導体基板１）と、上部クラッドとして機能する要素（本実施形態では、上部クラッド層７）とを有するＹ軸方向を光軸とする導波路を構成しており、Ｙ軸方向に沿って光を伝搬させる機能を有する。メサ部ＭのＸＺ平面と平行な断面における形状は、本実施形態では、Ｘ軸方向に沿って延びる略直線形状の上面ＭＴ、及び、Ｚ軸方向に沿って延びる略直線形状の側面を有する略矩形形状である。当該形状は、Ｘ軸方向に沿って延びる略直線形状の上面ＭＴを有する台形形状や逆台形形状であってもよい。メサ部Ｍの上面ＭＴは、本実施形態では、ＸＹ平面と略平行な略平坦な面である。

メサ部ＭのＺ軸方向に沿った高さ（即ち、第１のストライプ溝２１及び第２のストライプ溝２２のＺ軸方向に沿った深さ）は、例えば、３μｍ以上、４μｍ以下とすることができる。メサ部ＭのＸ軸方向に沿った幅ｗは、例えば、１μｍ以上、２．５μｍ以下とすることができる。

第１外部領域Ｅ１及び第２外部領域Ｅ２は、本実施形態では、それぞれ、ＸＹ平面と略平行な略平坦な上面を有する。

（保護膜形成工程）
次に、保護膜形成工程が行われる。図６は、保護膜形成工程を説明するための斜視図である。本工程では、図６に示すように、半導体構造体１０の露出面に保護膜１５を形成する。具体的には、本実施形態では、メサ部Ｍの上面ＭＴ上、メサ部Ｍの一方の側面上（第１のストライプ溝２１の一方の側面上）、第１のストライプ溝２１の底面上、第１のストライプ溝２１の他方の側面上（第１外部領域Ｅ１の側面上）、第１外部領域Ｅ１の上面上、メサ部Ｍの他方の側面上（第２のストライプ溝２２の一方の側面上）、第２のストライプ溝２２の底面上、第２のストライプ溝２２の他方の側面上（第２外部領域Ｅ２の側面上）、及び、第２外部領域Ｅ２の上面上に、例えば、化学気相成長法（ＣＶＤ）法等の蒸着法によって、保護膜１５を形成する。保護膜１５は、図６に示すように、上記上面、側面、及び、底面に対してコンフォーマルな形状を有していることが好ましい。

保護膜１５は、酸化物材料（例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ_２））等の誘電体材料からなる。保護膜１５の厚さは、第１のストライプ溝２１のＺ軸方向の高さ及び第２のストライプ溝２２のＺ軸方向の高さよりも小さく、かつ、第１のストライプ溝２１のＸ軸方向の幅Ｌ２１及び第２のストライプ溝２２のＸ軸方向の幅Ｌ２２よりも小さい。そのため、保護膜１５は、第１のストライプ溝２１内の領域の一部のみに形成され、また、第２のストライプ溝２２内の領域の一部のみに形成されている。保護膜１５のうち、メサ部Ｍの上面ＭＴ上の領域１５ＡのＺ軸方向に沿った厚さｄは、例えば、０．１μｍ以上、０．３μｍ以下とすることができる。

（ポリマー部形成工程）
続いて、ポリマー部形成工程が行われる。図７は、ポリマー部形成工程を説明するための斜視図であり、図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図（Ｙ軸と直交する平面における断面図）である。

本工程では、図７及び図８に示すように、半導体構造体１０上にポリマー部１７を形成する。このようなポリマー部１７は、例えば、スピンコーティング等の方法によって半導体構造体１０上にポリマーを塗布した後、必要に応じて当該ポリマーを硬化させることにより、形成することができる。ポリマー部１７は、例えば、ベンゾシクロブテン、ポリイミド、又は、ＡＬポリマー（商品名、旭硝子株式会社製）等のフッ素含有ポリマー等のポリマー（樹脂）からなる。

図７及び図８に示すように、ポリマー部１７は、メサ部Ｍ、第１外部領域Ｅ１及び第２外部領域Ｅ２を覆うように、かつ、第１のストライプ溝２１及び第２のストライプ溝２２を埋めるように、形成される。また、ポリマー部１７の上面１７Ｔは、Ｙ軸と直交する断面において、第１傾斜面１７Ｓ１、第１外部面１７Ｆ１、第２傾斜面１７Ｓ２、及び、第２外部面１７Ｆ２からなる。

図８に示すように、本実施形態の第１傾斜面１７Ｓ１は、略平坦な面であり、Ｙ軸と直交する断面において、Ｘ軸方向と内角θ１をなす。当該内角θ１は、鋭角である。具体的には、第１傾斜面１７Ｓ１は、メサ部Ｍの上方の第１の点Ｐ１から第１のストライプ溝２１の上方の第２の点Ｐ２に向かって上昇する（即ち、第１のストライプ溝２１が形成される前の半導体基板１の主面１Ｓを基準として、Ｚ軸方向に沿った第１傾斜面１７Ｓ１までの距離は、第１の点Ｐ１から第２の点Ｐ２に向かって大きくなる）と共に、第２の点Ｐ２から第１外部領域Ｅ１上の第３の点Ｐ３に向かって上昇する（即ち、第１のストライプ溝２１が形成される前の半導体基板１の主面１Ｓを基準として、Ｚ軸方向に沿った第１傾斜面１７Ｓ１までの距離は、第２の点Ｐ２から第３の点Ｐ３に向かって大きくなる）。

同様に、図８に示すように、本実施形態の第２傾斜面１７Ｓ２は、略平坦な面であり、Ｙ軸と直交する断面において、Ｘ軸方向と内角θ２をなす。当該内角θ２は、鋭角である。具体的には、第２傾斜面１７Ｓ２は、メサ部Ｍの上方の第１の点Ｐ１から第２のストライプ溝２２の上方の第２の点Ｐ２に向かって上昇する（即ち、第２のストライプ溝２２が形成される前の半導体基板１の主面１Ｓを基準として、Ｚ軸方向に沿った第２傾斜面１７Ｓ２までの距離は、第１の点Ｐ１から第２の点Ｐ２に向かって大きくなる）と共に、第２の点Ｐ２から第２外部領域Ｅ２上の第３の点Ｐ３に向かって上昇する（即ち、第２のストライプ溝２２が形成される前の半導体基板１の主面１Ｓを基準として、Ｚ軸方向に沿った第２傾斜面１７Ｓ２までの距離は、第２の点Ｐ２から第３の点Ｐ３に向かって大きくなる）。

第１の点Ｐ１は、本実施形態では、Ｙ軸と直交する断面において、メサ部Ｍの上面ＭＴのＸ軸方向の中点ＭＣのＺ軸方向の直上に位置するが、第１の点Ｐ１は、Ｙ軸と直交する断面において、メサ部Ｍの上面ＭＴの上方に位置すればよい。即ち、第１の点Ｐ１は、Ｙ軸と直交する断面において、メサ部Ｍの上面ＭＴのうち、一方の端点ＭＥ１から他方の端点ＭＥ２までの間におけるいずれかの点のＺ軸方向の直上に位置すればよい。

また、上記内角θ１（又は内角θ２）の値をθ、保護膜１５のうちのメサ部Ｍの上面ＭＴ上の領域１５Ａの厚さをｄ、メサ部Ｍの上面ＭＴのＸ軸方向に沿った幅をｗ、及び、後述のエッチングレート比Ｒ（図１１及び図１２についての説明を参照）の値をＲとしたとき、tanθ≧２ｄＲ／ｗなる関係式が満たされる。即ち、内角θ１（又は内角θ２）の値θの下限値は、arctan(２ｄＲ／ｗ)となる。この内角θ１（又は内角θ２）の値θの下限値であるarctan(２ｄＲ／ｗ)は、例えば、４．５度以上、３０度以下程度である。例えば、保護膜１５の領域１５Ａの厚さｄが０．２μｍ、メサ部Ｍの上面ＭＴの幅ｗが１．５μｍ、エッチングレート比Ｒが１．５である場合、内角θ１（又は内角θ２）の値θの下限値であるarctan(２ｄＲ／ｗ)は、２１．８度となる。

また、内角θ１及び内角θ２は鋭角であるため、これらの値は９０度未満であるが、内角θ１及び内角θ２は、４５以下であることが好ましく、３０度以下であることがさらに好ましい。

Ｙ軸と直交する断面において、第１傾斜面１７Ｓ１及び第２傾斜面１７Ｓ２がＸ軸方向となす内角θ１及び内角θ２の大きさは、半導体構造体１０上にポリマー部１７となるべきポリマーをスピンコーティングする際の半導体構造体１０の回転数や当該ポリマーの粘度、第１のストライプ溝２１の幅Ｌ２１、第２のストライプ溝２２の幅Ｌ２２、メサ部Ｍの幅ｗ等を適切に調節することにより、制御することができる。

なお、本実施形態では、第１傾斜面１７Ｓ１及び第２傾斜面１７Ｓ２は、略平坦であるが、これらは平坦でなくてもよい。第１傾斜面１７Ｓ１及び／又は第２傾斜面１７Ｓ２が平坦でない場合、Ｙ軸と直交する断面において、第１傾斜面１７Ｓ１及び／又は第２傾斜面１７Ｓ２を直線近似した直線と、Ｘ軸方向とによって、上記内角θ１及び／又は内角θ２を定義することができる。後述の第１傾斜面１７Ｓ１ａ及び第２傾斜面１７Ｓ２ａ（図１０参照）等の傾斜面も同様である。

第１外部面１７Ｆ１は、第１外部領域Ｅ１の上方に位置する。第１外部面１７Ｆ１は、本実施形態では、ＸＹ平面と平行な方向に沿って延びている。同様に、第２外部面１７Ｆ２は、第２外部領域Ｅ２の上方に位置する。第２外部面１７Ｆ２は、本実施形態では、ＸＹ平面と平行な方向に沿って延びている。

（エッチング工程）
続いて、エッチング工程が行われる。エッチング工程は、ポリマー部エッチング工程と、一括エッチング工程と、を含んでいる。

（ポリマー部エッチング工程）
図９は、ポリマー部エッチング工程を説明するための斜視図であり、図１０は、図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図（Ｙ軸と直交する平面における断面図）である。図９及び図１０は、本実施形態におけるポリマー部エッチング工程終了直後の状態を示している。

ポリマー部エッチング工程では、図９及び図１０に示すように、ポリマー部１７の上面１７Ｔをエッチングして、第１傾斜面１７Ｓ１、第２傾斜面１７Ｓ２、第１外部面１７Ｆ１、及び、第２外部面１７Ｆ２（図８参照）をＺ軸負方向に沿って低下させる（即ち、第１傾斜面１７Ｓ１、第２傾斜面１７Ｓ２、第１外部面１７Ｆ１、及び、第２外部面１７Ｆ２の位置を、半導体基板１に近づける。）。図１０における第１傾斜面１７Ｓ１ａは、Ｚ軸方向に沿って低下した第１傾斜面１７Ｓ１（図８参照）であり、第２傾斜面１７Ｓ２ａは、Ｚ軸方向に沿って低下した第２傾斜面１７Ｓ２（図８参照）であり、第１外部面１７Ｆ１ａは、Ｚ軸方向に沿って低下した第１外部面１７Ｆ１（図８参照）であり、第２外部面１７Ｆ２ａは、Ｚ軸方向に沿って低下した第２外部面１７Ｆ２（図８参照）であり、第１の点Ｐ１ａは、Ｚ軸方向に沿って低下した第１の点Ｐ１（図８参照）であり、第２の点Ｐ２ａは、Ｚ軸方向に沿って低下した第２の点Ｐ２（図８参照）であり、第３の点Ｐ３ａは、Ｚ軸方向に沿って低下した第３の点Ｐ３（図８参照）である。

本工程におけるポリマー部１７のエッチングは、反応性イオンエッチング法等のドライエッチング法によって行うことが好ましく、本実施形態では、ＣＦ_４ガスとＯ_２ガスの混合ガスをエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチング法によって行っている。

また、本工程におけるポリマー部１７のエッチングは、当該エッチング終了後において、第１傾斜面１７Ｓ１ａ及び第２傾斜面１７Ｓ２ａが、保護膜１５の上記領域１５Ａと接するように行われる。本実施形態では、本工程におけるポリマー部１７のエッチングは、第１傾斜面１７Ｓ１ａ及び第２傾斜面１７Ｓ２ａの第１の点Ｐ１ａが保護膜１５の上記領域１５Ａに接するまで、行われる。

図１０に示すように、本実施形態では、ポリマー部エッチング工程直後の第１傾斜面１７Ｓ１ａは、略平坦な面であり、Ｙ軸と直交する断面において、Ｘ軸方向と内角θ１ａをなす。当該内角θ１ａは、鋭角である。本実施形態では、当該内角θ１ａは、ポリマー部形成工程直後の第１傾斜面１７Ｓ１とＸ軸方向とがなす内角θ１（図８参照）と略等しい。

同様に、本実施形態では、ポリマー部エッチング工程直後の第２傾斜面１７Ｓ２ａは、略平坦な面であり、Ｙ軸と直交する断面において、Ｘ軸方向と内角θ２ａをなす。当該内角θ２ａは、鋭角である。本実施形態では、当該内角θ２ａは、ポリマー部形成工程直後の第２傾斜面１７Ｓ２とＸ軸方向とがなす内角θ２（図８参照）と略等しい。

第１外部面１７Ｆ１ａは、本実施形態では、ＸＹ平面と平行な方向に沿って延びている。第２外部面１７Ｆ２ａは、本実施形態では、ＸＹ平面と平行な方向に沿って延びている。

（一括エッチング工程）
続いて、一括エッチング工程が行われる。図１１及び図１３は、一括エッチング工程を説明するための斜視図であり、図１２は、図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面図（Ｙ軸と直交する平面における断面図）であり、図１４は、図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った断面図（Ｙ軸と直交する平面における断面図）である。図１１及び図１２は、一括エッチング工程が行われている途中の状態を示しており、図１３及び図１４は、一括エッチング工程が終了した直後の状態を示している。

本工程では、保護膜１５に対するエッチングレートをｒ_１、ポリマー部１７に対するエッチングレートをｒ_２、エッチングレート比Ｒをｒ_２／ｒ_１としたとき、Ｒ＞１なる関係式を満たすエッチング法によって（即ち、ポリマー部１７に対するエッチングレートｒ_２が保護膜１５に対するエッチングレートｒ_１よりも大きいエッチング法によって）、ポリマー部１７及び保護膜１５を一括してエッチングする。

このようなエッチング法としては、反応性イオンエッチング法等のドライエッチング法を挙げることができ、本実施形態では、ＣＦ_４ガスとＯ_２ガスの混合ガスをエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチング法が用いられている。

上述のエッチングを行うと、まず、図１１及び図１２に示すように、保護膜１５の上記領域１５Ａのうち、第１の点Ｐ１ａ（図１０参照）直下の領域がエッチングされて、メサ部Ｍの上面ＭＴの一部（本実施形態では、上面ＭＴの中点ＭＣ）が露出すると共に、ポリマー部１７の上面１７ＴがＺ軸負方向に沿って低下する。

さらに、上述のエッチングを行うと、図１３及び図１４に示すように、保護膜１５の上記領域１５Ａがさらにエッチングされてメサ部Ｍの上面ＭＴのより広い領域が露出すると共に、ポリマー部１７の上面１７ＴがＺ軸負方向に沿ってさらに低下する。

このようして、エッチング工程では、メサ部Ｍの上面ＭＴを露出させるように、ポリマー部１７の一部、及び、保護膜１５のうちメサ部Ｍの上面ＭＴ上の領域１５Ａをエッチングする。

（上部電極形成工程）
次に、上部電極形成工程が行われる。図１５は、上部電極形成工程を説明するための斜視図であり、図１６は、図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿った断面図である。

本工程では、図１５及び図１６に示すように、例えば蒸着法によって、露出したメサ部Ｍの上面ＭＴ上に、上部電極３１を形成する。上部電極３１は、メサ部Ｍと同様にＹ軸方向に沿って延びる。上部電極３１は、金属材料からなり、例えばＡｕ層／Ｚｎ層／Ａｕ層の積層金属層からなる。上部電極３１は、メサ部Ｍとオーミック接触していることが好ましい。上部電極３１は、上部クラッド層７上に直接設けられていてもよいし、ＩｎＧａＡｓＰやＩｎＧａＡｓ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなるコンタクト層を介して上部クラッド層７上に設けられていてもよい。

（引き出し配線形成工程）
続いて、引き出し配線形成工程が行われる。図１７は、引き出し配線形成工程を説明するための斜視図であり、図１８は、図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿った断面図（Ｙ軸と直交する平面における断面図）である。

本工程では、図１７及び図１８に示すように、第１領域３３及び第２領域３７を有する引き出し配線３４と、ボンディングパッド３５と、を形成する。引き出し配線３４及びボンディングパッド３５は、金属材料からなる。

引き出し配線３４の第１領域３３は、上部電極３１の上部に形成され、上部電極３１と同様にＹ軸方向に沿って延びる。ボンディングパッド３５は、ポリマー部１７のうち、第１外部領域Ｅ１の上方の領域に形成されている。引き出し配線３４の第２領域３７は、第１領域３３とボンディングパッド３５とを電気的に接続するように、少なくともポリマー部１７のうちの第１のストライプ溝２１内の領域１７Ａ上に形成されている。具体的には、本実施形態では、引き出し配線３４の第２領域３７は、第１領域３３から、ポリマー部１７のうちの第１のストライプ溝２１内の領域１７Ａ上、及び、ポリマー部１７のうちの第１外部領域Ｅ１上を経由して、ボンディングパッド３５まで延びている。

このような引き出し配線３４及びボンディングパッド３５は、例えば、蒸着法及びメッキ法によって形成することができる。具体的には、蒸着法によって、第１領域３３及び引き出し配線３４の一部であるＴｉ層／Ｐｔ層／Ａｕ層をこの順に形成した後に、Ａｕ層上にメッキ法によって、第１領域３３及び引き出し配線３４の残りの部分であるＡｕをさらに形成することによって、引き出し配線３４及びボンディングパッド３５を形成することができる。

そして、必要に応じて半導体基板１の裏面１Ｂを研磨して半導体基板１を厚さを薄くした後に、裏面１Ｂに下部電極３９を形成する。その後、素子の熱処理を行うことによって、上部電極３１とメサ部Ｍとのオーミック接触、及び、下部電極３９と半導体基板１とのオーミック接触を確立する。そして、ＸＺ平面に沿って半導体構造体１０をへき開することにより、Ｙ軸方向の両端面に共振器ミラー面を形成し、所定の位置においてＸＹ平面に沿って構造体１１を切断することにより、チップ化を行う。これにより、メサ部Ｍは、レーザ発振のための共振器を構成する。以上のような工程を行うことにより、図１７及び図１８に示すような半導体レーザ素子１００ａが得られる。

上述のような本実施形態に係る光半導体素子の製造方法においては、一括エッチング工程において、Ｒ＞１なる関係式を満たすエッチング方法、即ち、保護膜１５に対するエッチングレートｒ_１がポリマー部１７に対するエッチングレートｒ_２よりも小さくなるようなエッチング法を用いて、メサ部Ｍの上面ＭＴを露出させるようにポリマー部１７の一部及び保護膜１５を一括してエッチングしている（図１１〜図１４参照）。

しかし、ポリマー部形成工程では、ポリマー部１７の上面１７Ｔが、Ｙ軸方向と直交する断面において、メサ部Ｍの上方の第１の点Ｐ１から、第１のストライプ溝２１の上方の第２の点Ｐ２に向かって上昇する第１傾斜面１７Ｓ１を有するように、当該ポリマー部１７を形成している（図７及び図８参照）。その上、ポリマー部形成工程直後において、Ｙ軸方向と直交する断面におけるＸ軸方向と、この第１傾斜面１７Ｓ１とが成す内角θ１の値をθ、保護膜１５のうちメサ部Ｍの上面ＭＴ上の領域１５Ａの厚さをｄ、メサ部Ｍの上面ＭＴのＸ軸方向に沿った幅をｗとしたとき、tanθ≧２ｄＲ／ｗなる関係式を満たしている（図７及び図８参照）。ここで、エッチングレート比Ｒは、保護膜１５に対するエッチングレートをｒ_１、ポリマー部１７に対するエッチングレートをｒ_２とした時の、エッチングレート比ｒ_２／ｒ_１で示される。

そのため、Ｙ軸方向と直交する断面において、第１のストライプ溝２１及び第２のストライプ溝２２形成前の半導体基板１の主面１Ｓの位置を基準として、ポリマー部形成工程直後のポリマー部１７の第１傾斜面１７Ｓ１の高さは、Ｘ軸方向に沿って当該第１傾斜面１７Ｓ１が上昇する方向にｗ／２だけ位置が移動すると、ｄＲ以上高くなる（図７及び図８参照）。そして、一括エッチング工程において、保護膜１５が厚さｄだけエッチングされる間に、ポリマー部は、ｄＲだけエッチングされる。

そのため、Ｙ軸方向と直交する断面において、ポリマー部エッチング工程直後に第１傾斜面１７Ｓ１ａが保護膜１５と接する点（本実施形態では、第１の点Ｐ１ａ）の直下に位置するメサ部Ｍの上面ＭＴ内の点（本実施形態では、中点ＭＣ）の上方の保護膜１５が、一括エッチング工程においてちょうど全てエッチングされた際、メサ部Ｍの上面ＭＴ内の当該点（本実施形態では、中点ＭＣ）からＸ軸方向に沿って第１傾斜面１７Ｓ１ａが上昇する方向にｗ／２だけ移動した点（本実施形態では一方の端点ＭＥ１）の上方において、ポリマー部１７が残存する、又は、ポリマー部１７がちょうど全てエッチングされる（図１０参照）。これにより、一括エッチング工程後に、メサ部Ｍの上面ＭＴよりも、ポリマー部１７のうち第１のストライプ溝２１内の領域１７Ａの上面の方が低くなってしまうことを、防止又は抑制することができる（図１４参照）。その結果、メサ部Ｍの上面ＭＴとポリマー部１７の当該領域１７Ａの上面との間に、保護膜１５を介して、メサ部Ｍの上面ＭＴ側からポリマー部１７の当該領域１７Ａ側に向かって低くなるような段差が形成されることは、防止又は抑制される（図１４参照）。

これにより、本実施形態に係る光半導体素子の製造方法によれば、引き出し配線形成工程において、上述のような段差が形成されていない、又は、抑制されたポリマー部１７の上記領域１７Ａ上に引き出し配線３４の第２領域３７を形成することができるため、当該引き出し配線３４の断線が生じることを抑制することができる（図１７及び図１８参照）。

さらに、本実施形態に係る光半導体素子の製造方法においては、ポリマー部形成工程では、ポリマー部１７の上面１７Ｔが、Ｙ軸方向と直交する断面において、第１の点Ｐ１から第２の点Ｐ２に向かって上昇すると共に、第２の点Ｐ２から第１外部領域Ｅ１上の第３の点Ｐ３に向かって上昇する第１傾斜面１７Ｓ１を有するように、ポリマー部１７を形成している（図７及び図８参照）。

これにより、この第１傾斜面１７Ｓ１は、メサ部Ｍの上方の第１の点Ｐ１から第１外部領域Ｅ１上の第３の点Ｐ３まで延びるため、引き出し配線３４の第２領域３７を第１外部領域Ｅ１上まで形成しても、当該引き出し配線３４の断線が生じることを抑制することができる（（図１７及び図１８参照））。

また、本実施形態に係る光半導体素子の製造方法においては、ポリマー部１７は、ベンゾシクロブテン又はポリイミドからなり、保護膜１５は、ＣＦ_４ガスとＯ_２ガスの混合ガスをエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチング法によってエッチング可能な材料からなり、ポリマー部エッチング工程と一括エッチング工程におけるエッチングは、ＣＦ_４ガスとＯ_２ガスの混合ガスをエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチング法によって行われることが好ましい（図９〜図１４参照）。

これにより、エッチング工程におけるポリマー部エッチング工程と一括エッチング工程とを、ＣＦ_４ガスとＯ_２ガスの混合ガスをエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチング法という１種類のエッチング法のみで行うことができるため、これらの工程を連続的に行うことができる。その結果、光半導体素子の製造時のスループットを高くすることができる。

さらに、本実施形態に係る光半導体素子の製造方法においては、第１のストライプ溝２１のＸ軸方向に沿った幅Ｌ２１、及び、第２のストライプ溝２２のＸ軸方向に沿った幅Ｌ２２の値をｚとし、メサ部Ｍの上面ＭＴのＸ軸方向に沿った幅をｗとしたとき、ｚ／ｗの値は、１．５以上、６．０以下であることが好ましい（図５参照）。

当該ｚ／ｗの値を１．５以上とすることにより、第１のストライプ溝２１及び第２のストライプ溝２２のＸ軸方向に沿った幅Ｌ２１、幅Ｌ２２が十分に大きくなるため、ポリマー部形成工程において、ポリマー部１７の上面１７Ｔを、メサ部Ｍの上方からＸ軸方向の外部に向かって上昇するように傾斜させることが容易となる（図７及び図８参照）。

また、当該ｚ／ｗの値を６．０以下とすることにより、第１のストライプ溝２１及び第２のストライプ溝２２のＸ軸方向に沿った幅Ｌ２１、幅Ｌ２２が十分に小さくなるため、ポリマー部形成工程において、ポリマー部１７の上面１７Ｔが、メサ部Ｍの上方からＸ軸方向の外部に向かって下降するように傾斜してしまうことを十分に抑制することができる（図７及び図８参照）。そのため、ポリマー部形成工程において、ポリマー部１７の上面１７Ｔが、Ｙ軸方向と直交する断面において、メサ部Ｍの上方の第１の点Ｐ１から、第１のストライプ溝２１の上方の第２の点Ｐ２に向かって上昇する第１傾斜面１７Ｓ１を有するように、当該ポリマー部１７を形成することが容易となる（図７及び図８参照）。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る光半導体素子の製造方法について説明する。第２実施形態については、第１実施形態と異なる部分について主として説明し、特に断らない限り、説明を省略している部分及び第１実施形態と同一の符号を付している要素については、第１実施形態と同様である。

第２実施形態の光半導体素子の製造方法は、ポリマー部形成工程（図７及び図８参照）までの工程は、第１実施形態における場合と同様であり、エッチング工程の内容において、第１実施形態と異なる。

（ポリマー部エッチング工程）
図１９は、本実施形態のエッチング工程におけるポリマー部エッチング工程を説明するための斜視図であり、図２０は、図１９のＸＸ−ＸＸ線に沿った断面図（Ｙ軸と直交する平面における断面図）である。図１９及び図２０は、本実施形態におけるポリマー部エッチング工程終了直後の状態を示している。

本実施形態では、ポリマー部１７は、フッ素含有ポリマー（例えば、ＡＬポリマー（商品名、旭硝子株式会社製））からなる。また、保護膜１５は、Ｏ_２ガスをエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチング法によって実質的にエッチングされない材料からなる。

そして、ポリマー部エッチング工程では、図１９及び図２０に示すように、Ｏ_２ガスをエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチング法によって、ポリマー部１７の上面１７Ｔをエッチングして、第１傾斜面１７Ｓ１、第２傾斜面１７Ｓ２、第１外部面１７Ｆ１、及び、第２外部面１７Ｆ２（図８参照）をＺ軸負方向に沿って低下させる。これにより、保護膜１５のうちメサ部Ｍの上面ＭＴ上の領域を露出させる。当該エッチングを行う間、保護膜１５は実質的にエッチングされないため、当該エッチングによって、保護膜１５のうちのメサ部Ｍの上面ＭＴ上の領域１５Ａを、第１実施形態における場合よりも広く露出させることができる。

図２０における第１傾斜面１７Ｓ１ｄは、Ｚ軸方向に沿って低下した第１傾斜面１７Ｓ１（図８参照）であり、第２傾斜面１７Ｓ２ｄは、Ｚ軸方向に沿って低下した第２傾斜面１７Ｓ２（図８参照）であり、第１外部面１７Ｆ１ｄは、Ｚ軸方向に沿って低下した第１外部面１７Ｆ１（図８参照）であり、第２外部面１７Ｆ２ｄは、Ｚ軸方向に沿って低下した第２外部面１７Ｆ２（図８参照）である。

本実施形態のポリマー部エッチング工程におけるポリマー部１７のエッチングも、当該エッチング終了後において、第１傾斜面１７Ｓ１ａ及び第２傾斜面１７Ｓ２ａが、保護膜１５の上記領域１５Ａと接するように行われる。本実施形態では、本工程におけるポリマー部１７のエッチングは、図２０に示すように、第１傾斜面１７Ｓ１ｄ及び第２傾斜面１７Ｓ２ｄのメサ部Ｍ側の端点Ｐ１ｄが保護膜１５の上記領域１５Ａに接するように、行われる。

（一括エッチング工程）
続いて、一括エッチング工程が行われる。図２１は、本実施形態の一括エッチング工程を説明するための斜視図であり、図２２は、図２１のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線に沿った断面図（Ｙ軸と直交する平面における断面図）である。

本実施形態の一括エッチング工程では、第１実施形態における場合と同様に、保護膜１５に対するエッチングレートをｒ_１、ポリマー部１７に対するエッチングレートをｒ_２、エッチングレート比Ｒをｒ_２／ｒ_１としたとき、Ｒ＞１なる関係式を満たすエッチング法によってポリマー部１７及び保護膜１５を一括してエッチングする。

このようなエッチング法としては、反応性イオンエッチング法等のドライエッチング法を挙げることができ、本実施形態では、ＣＦ_４ガスとＯ_２ガスの混合ガスをエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチング法が用いられている。

上述のエッチングを行うと、図２１及び図２２に示すように、保護膜１５の上記領域１５Ａの露出された領域が略均一にエッチングされてメサ部Ｍの上面ＭＴが露出すると共に、ポリマー部１７の上面１７ＴがＺ軸負方向に沿って低下する。

このようして、本実施形態においても、第１実施形態における場合と同様に、エッチング工程では、メサ部Ｍの上面ＭＴを露出させるように、ポリマー部１７の一部、及び、保護膜１５のうちメサ部Ｍの上面ＭＴ上の上記領域１５Ａをエッチングする。

図２３は、本実施形態のエッチング工程後の工程を説明するための斜視図であり、図２４は、図２３のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線に沿った断面図（Ｙ軸と直交する平面における断面図）である。

上述のエッチング工程の後、第１実施形態における場合と同様に、上部電極形成工程及び引き出し配線形成工程等を行うことにより、図２３及び図２４に示すように、半導体レーザ素子１００ｂが得られる。

上述のような本実施形態に係る光半導体素子の製造方法によれば、第１実施形態における場合と同様の理由に基づき、引き出し配線３４の断線が生じることを抑制することができる。

さらに、本実施形態に係る光半導体素子の製造方法においては、ポリマー部１７は、フッ素含有ポリマーからなり、保護膜１５は、Ｏ_２ガスをエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチング法によって実質的にエッチングされない材料からなり、ポリマー部エッチング工程は、Ｏ_２ガスをエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチング法によってポリマー部１７の一部をエッチングすることにより、保護膜１５のうちメサ部Ｍの上上面ＭＴ上の上記領域１５Ａを露出させている（図１９及び図２０参照）。

これにより、ポリマー部エッチング工程において、保護膜１５をエッチングせずに当該保護膜１５の上面を十分に露出させてから、一括エッチング工程を行うことができる（図１９〜図２２参照）。そのため、一括エッチング工程において保護膜１５をより均一にエッチングすることができるため、メサ部Ｍの形状制御性を高くすることができる。

本発明は上述の実施形態に限定されず、様々な変形態様が可能である。

例えば、上述の各実施形態においては、第１傾斜面１７Ｓ１及び第２傾斜面１７Ｓ２は、メサ部Ｍの上方の第１の点Ｐ１から第１のストライプ溝２１の上方の第２の点Ｐ２に向かって上昇すると共に、第２の点Ｐ２から第１外部領域Ｅ１上の第３の点Ｐ３に向かって上昇するが（図８参照）、第１傾斜面１７Ｓ１及び／又は第２傾斜面１７Ｓ２は、第１の点Ｐ１から第２の点Ｐ２までのみ上昇してもよい（即ち、第１傾斜面１７Ｓ１及び／又は第２傾斜面１７Ｓ２は、第１の点Ｐ１から第２の点Ｐ２まで延び、第２の点Ｐ２から第３の点Ｐ３までは延びていなくてもよい。）この場合であっても、本発明によれば、上述の各実施形態について説明した理由と同様の理由に基づき、引き出し配線３４の断線が生じることを抑制することができる。

また、上述の各実施形態は、本発明を半導体レーザ素子に適用したものであるが、本発明は、半導体レーザ素子以外の導波路型の光半導体素子、例えば、光変調器、半導体光増幅器、又は、受光素子等に適用することもできる。

１・・・半導体基板、１Ｓ・・・半導体基板の主面、９・・・半導体積層、１０・・・半導体構造体、１１・・・マスク、１１Ｐ１・・・マスクの第１の開口、１１Ｐ２・・・マスクの第２の開口、１５・・・保護膜、１７・・・ポリマー部、２１・・・第１のストライプ溝、２２・・・第２のストライプ溝、３１・・・上部電極、３４・・・引き出し配線、Ｅ１・・・第１外部領域、Ｅ２・・・第２外部領域、Ｍ・・・メサ部。

Claims (5)

1. 半導体基板上に活性層を含む半導体積層を形成し、これにより前記半導体基板及び前記半導体積層からなる半導体構造体を形成する半導体構造体形成工程と、
   前記半導体基板の主面と平行な第１方向に沿って延びると共に前記半導体基板の主面と平行かつ前記第１方向と直交する第２方向に互いに離間する第１及び第２の開口を有するマスクによって前記半導体構造体を覆うマスク工程と、
   前記マスクを用いて前記半導体構造体をエッチングすることにより、前記半導体構造体に前記第１方向に沿って延びる第１及び第２のストライプ溝を形成するストライプ溝形成工程であって、前記第１及び第２のストライプ溝は、前記半導体構造体のうち当該第１及び第２のストライプ溝の間に位置するメサ部を規定すると共に、前記半導体構造体のうち当該第１及び第２のストライプ溝よりも前記メサ部側とは反対側に位置する外部領域を規定する、ストライプ溝形成工程と、
   前記メサ部の上面及び側面に誘電体材料からなる保護膜を形成する保護膜形成工程と、
   前記保護膜形成工程の後に、前記メサ部及び前記外部領域を覆うように、かつ、前記一対のストライプ溝を埋めるように、前記半導体構造体上にポリマー部を形成するポリマー部形成工程と、
   前記メサ部の前記上面を露出させるように、前記ポリマー部の一部、及び、前記保護膜のうち前記メサ部の上面上の領域をエッチングするエッチング工程と、
   前記メサ部の露出した前記上面上に、上部電極を形成する上部電極形成工程と、
   前記上部電極と電気的に接続された引き出し配線を、前記ポリマー部のうち、少なくとも前記第１のストライプ溝内の領域上に形成する引き出し配線形成工程と、
   を備え、
   前記ポリマー部形成工程では、前記ポリマー部の上面が、前記第１方向と直交する断面において、前記メサ部の上方の第１の点から、前記第１のストライプ溝の上方の第２の点に向かって上昇する傾斜面を有するように、当該ポリマー部を形成し、
   前記エッチング工程は、
   前記傾斜面が前記保護膜と接するように、前記ポリマー部をエッチングして当該傾斜面を低下させるポリマー部エッチング工程と、
   前記ポリマー部エッチング工程の後に、前記保護膜に対するエッチングレートをｒ_１、前記ポリマー部に対するエッチングレートをｒ_２、エッチングレート比Ｒをｒ_２／ｒ_１としたとき、Ｒ＞１なる関係式を満たすエッチング法によって、前記メサ部の前記上面を露出させるように前記ポリマー部及び前記保護膜を一括してエッチングする一括エッチング工程と、
   を含み、
   前記ポリマー部形成工程直後において、前記第１方向と直交する断面における前記第２方向と前記傾斜面とが成す内角をθ、前記保護膜のうち前記メサ部の上面上の前記領域の厚さをｄ、前記メサ部の前記上面の前記第２方向に沿った幅をｗとしたとき、tanθ≧２ｄＲ／ｗなる関係式を満たすことを特徴とする光半導体素子の製造方法。
2. 前記ポリマー部形成工程では、前記ポリマー部の上面が、前記第１方向と直交する断面において、前記第１の点から前記第２の点に向かって上昇すると共に、前記第２の点から前記外部領域上の第３の点に向かって上昇する前記傾斜面を有するように、当該ポリマー部を形成することを特徴とする請求項１に記載の光半導体素子の製造方法。
3. 前記ポリマー部は、ベンゾシクロブテン又はポリイミドからなり、
   前記保護膜は、ＣＦ_４ガスとＯ_２ガスの混合ガスをエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチング法によってエッチング可能な材料からなり、
   前記ポリマー部エッチング工程と前記一括エッチング工程におけるエッチングは、ＣＦ_４ガスとＯ_２ガスの混合ガスをエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチング法によって行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の光半導体素子の製造方法。
4. 前記ポリマー部は、フッ素含有ポリマーからなり、
   前記保護膜は、Ｏ_２ガスをエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチング法によって実質的にエッチングされない材料からなり、
   前記ポリマー部エッチング工程は、Ｏ_２ガスをエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチング法によって前記ポリマー部の一部をエッチングすることにより、前記保護膜のうち前記メサ部の上面上の領域を露出させることを特徴とする請求項１又は２に記載の光半導体素子の製造方法。
5. 前記第１及び第２のストライプ溝の前記第２方向に沿った幅をｚとしたとき、ｚ／ｗの値は、１．５以上、６．０以下であることを特徴とする請求項１〜４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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