半导体元件以及半导体元件的制造方法与流程

本公开涉及半导体元件以及半导体元件的制造方法。

背景技术：

1、在用于光通信用途的inp系半导体激光器中，为了应对通信容量的增加，要求元件单体的调制频率的宽带化。另外，为了降低光通信系统整体的耗电，需要提高元件单体的发光效率。虽然半导体元件的元件电阻对频带和发光效率中的任一方都有很大影响，但在电子以及空穴中，空穴的迁移率较小，在半导体层的元件电阻之中，p型半导体层的电阻相对于半导体层整体的电阻占据较大比例。

2、考虑上述情况，在光通信用的inp系半导体激光器中，为了将作为低电阻的n型半导体层应用于电流路径长的部分，而通常使用n型的半导体基板。即，n型半导体基板位于元件的背面侧，p型半导体层位于元件的表面侧。

3、非专利文献1：j chevallier，ajalil，b theys，j c pesant，m aucouturier，brose and amircea，“hydrogen passivation of shallow acceptors in p－type inp”，semicond.sci.technol.4(1989)pp.87－90

4、非专利文献2：hiroshi ito，shoji yamahata，naoteru shigekawa and kenjikurishima，“heavily carbon doped base inp/ingaas heterojunction bipolartransistors grown by two－step metalorganic chemical vapor deposition”，jpn.j.appl.phys.，vol.35(1996)pp.6139－6144

5、如上所述，在光通信用的inp系半导体激光器中，通常为在元件的表面侧形成有p型半导体层的结构。为了保护半导体层的表面，在元件的表面侧形成有绝缘膜。作为绝缘膜所要求的特性，可以举出半导体表面处的阶梯差覆盖性良好、膜质致密等。作为能够应对这些要求的绝缘膜的成膜技术，通常使用等离子体cvd(plasma chemical vapordeposition：等离子体化学气相沉积法)法。

6、然而，在作为以半导体层的表面保护为目的的绝缘膜的成膜方法使用了等离子体cvd法的情况下，产生氢从绝缘膜的成膜中产生的氢自由基进入绝缘膜内部这种现象。进入绝缘膜中的氢，有可能在成膜后的制造工序中的退火等工序中扩散至p型半导体层中。并且，根据元件完成后的半导体元件的保存、动作、使用环境等条件，氢还有可能扩散至p型半导体层中。

7、在非专利文献1中，指出了p型半导体层中的氢会引起载流子浓度降低。由于p型半导体层的载流子浓度的降低会直接导致半导体元件的元件电阻的增大，所以元件特性有可能因工序、保存、动作、使用环境等条件的偏差而产生偏差。另外，已知半导体层中的氢比较容易移动，在最坏的情况下，还有可能影响到半导体元件的长期可靠性。另一方面，在非专利文献2中，记载了通过在半导体层的表面设置n型半导体层能够抑制氢从绝缘膜向p型半导体层中扩散。

技术实现思路

1、本公开是为了消除如上述那样的问题点而完成的，其目的在于，提供一种能够通过抑制氢从绝缘膜向p型半导体层中扩散来防止半导体元件的元件电阻增大，由此频带宽且能够以高发光效率进行动作的半导体元件。

2、本公开所涉及的半导体元件具备：

3、半导体基板；

4、层叠半导体层，由形成在上述半导体基板之上的第1导电型的第1半导体层、活性层以及第2导电型的半导体层构成；

5、第1导电型的第2半导体层，形成在上述层叠半导体层之上；和

6、绝缘膜，形成为与上述第1导电型的第2半导体层接触。

7、本公开所涉及的半导体元件的制造方法包括：

8、第1结晶生长工序，使第1导电型的第1半导体层、活性层以及第2导电型的半导体层在半导体基板之上依次结晶生长而形成层叠半导体层；

9、台面构造形成工序，将上述层叠半导体层加工成条纹状的台面构造；

10、第2结晶生长工序，使埋入层在上述台面构造的两侧面结晶生长；

11、第3结晶生长工序，使包含第1导电型的第2半导体层的半导体层在上述埋入层之上结晶生长；

12、绝缘膜形成工序，通过等离子体cvd法，在上述第1导电型的第2半导体层之上进行绝缘膜的成膜；和

13、开口部形成工序，在上述绝缘膜的与上述台面构造的顶面对置的部位形成开口部。

14、根据本公开所涉及的半导体元件，由于在设置于半导体各层的最表面的绝缘膜的正下方设置有n型半导体层，所以n型半导体层防止绝缘膜所含有的氢的扩散，因此起到能够获得频带宽且能够以高发光效率进行动作的半导体元件这种效果。

15、根据本公开所涉及的半导体元件的制造方法，由于使n型半导体层在半导体各层的最表面结晶生长，通过等离子体cvd法进行与n型半导体层接触的绝缘膜的成膜，所以n型半导体层防止绝缘膜所含有的氢的扩散，因此起到能够容易制造频带宽且能够以高发光效率进行动作的半导体元件的方法这种效果。

技术特征：

1.一种半导体元件，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，

3.一种半导体元件，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的半导体元件，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的半导体元件，其特征在于，

6.根据权利要求4所述的半导体元件，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的半导体元件，其特征在于，

8.根据权利要求3～6中任一项所述的半导体元件，其特征在于，

9.一种半导体元件，其特征在于，

10.根据权利要求9所述的半导体元件，其特征在于，

11.根据权利要求9所述的半导体元件，其特征在于，

12.根据权利要求1～11中任一项所述的半导体元件，其特征在于，

13.根据权利要求1～12中任一项所述的半导体元件，其特征在于，

14.根据权利要求1～13中任一项所述的半导体元件，其特征在于，

15.一种半导体元件的制造方法，其特征在于，

16.根据权利要求15所述的半导体元件的制造方法，其特征在于，

17.根据权利要求15或16所述的半导体元件的制造方法，其特征在于，

技术总结本发明提供半导体元件以及半导体元件的制造方法。本公开的半导体元件(550)具备第1导电型的InP半导体基板(101)、由在第1导电型的半导体基板(101)之上依次形成的第1导电型的第1半导体层(102)、未掺杂活性层(103)、和第2导电型的半导体层(104)构成的层叠半导体层、形成在层叠半导体层之上的第1导电型的第2半导体层(109)、和形成为与第1导电型的第2半导体层(109)接触的绝缘膜(110)，在绝缘膜(110)设置有第1导电型的第2半导体层(109)在底部露出的开口部(110a)。技术研发人员：河原弘幸受保护的技术使用者：三菱电机株式会社技术研发日：技术公布日：2024/10/17