[发明专利]制造半导体元件的方法、半导体元件及陀螺仪

说明书

本发明涉及一种制造半导体元件的方法。具体说，本发明涉及一种制造具有电极形成于显微突起的上表面上的结构的半导体元件，例如用于光通信、光信息处理等的脊型半导体激光器，垂直腔面发射激光器等。本发明还涉及利用该方法制造的陀螺仪。

近年来，在光通信和光信息处理领域，人们从实现低功耗和高密度集成等方面，对面发射激光器进行了积极地研究。这种元件平面方向内的典型尺寸为直径几微米到几十微米，深度约1微米。以下参考日本专利申请公开8-250817介绍这种半导体元件的常规制造工艺，如图20A至20C所示。

如图20A所示，利用例如金属有机化学汽相淀积(MOCVD)、分子束外延(MBE)等外延技术，在衬底407上，生长下多层反射器(分布布拉格反射器(DBR))403、下间隔层405、有源层404、上间隔层406、上多层反射器402。另外，利用化学汽相淀积(CVD)，在上多层反射器402上，形成二氧化硅(SiO₂)膜409。

然后，如图20B所示，利用已知技术，例如光刻技术、电子束平版印刷术等，在SiO₂膜409上形成圆形抗蚀图形，并利用该抗蚀图形作腐蚀掩模，进行反应离子刻蚀(RIE)，从而将抗蚀图形复制到SiO₂膜上。

然后，用氧等离子体去掉抗蚀剂，并用SiO₂膜作腐蚀掩模，进行反应离子腐蚀(RIBE)，向下腐蚀各层到衬底407，从而形成圆柱结构。然后，进行湿式腐蚀，消除RIBE损伤造成的应力，然后，将带有圆柱结构的衬底浸入溶有五硫化二磷(P₂S₅)的硫化铵溶液，在侧面上形成钝化膜。然后，利用MOCVD等技术，在侧壁上选择性生长半导体薄膜(未示出)。

然后，如图20C所示，将该圆柱结构掩埋在聚酰亚胺408中，并用氧等离子体腐蚀聚酰亚胺层，从而使圆柱结构的上部暴露。然后，去掉SiO₂膜409，利用光刻形成电极410。最后，抛光背面，在除光输出部分外的背面上形成背电极(未示出)。

然而，上述常规技术采用光刻工艺，在圆柱结构的上部形成电极410，所以必须对准圆柱上部与该电极。如上所述，这些元件平面方向的尺寸极小，直径只有几微米或更小，所以，为了只在突起的上表面上形成电极，常规技术需要高精确度对准。

特别是，对于多个元件集成于一个平坦基底上的情况，必须高精确对准，这会造成生产成品率下降，生产成本提高等问题。

同时，到目前为止，为了防止半导体元件侧面氧化，一般要形成钝化膜。但要去掉电极上表面上的钝化膜，以便实现与半导体元件的电连接。

在加工脊形或台面形半导体元件时，一般采用光刻去掉电极上表面上的钝化膜。

然而，常规光刻法需要光掩模与脊或台面对准。随着脊或台面宽度的变得越来越窄，已到了微米量级，相对位置偏差变得不能忽略，这会造成难以选择性去除电极上表面上的钝化膜的问题。

本发明的目的是提供一种制造半导体元件的方法，利用该方法可以容易地在显微突起的上表面上形成电极。

本发明再一目的是提供一种形成半导体元件的方法，利用该方法可以容易地在衬底上具有突起区的半导体元件部件侧表面上形成钝化膜。

本发明还有一目的是提供利用上述方法制造的半导体元件。

本发明制造半导体元件的方法包括以下步骤：

制备衬底上包括突起区的半导体元件部件；

将衬底上表面及突起区上表面和侧面掩埋于封装材料中；

暴露突起区上表面；

在突起区上表面上淀积电极材料；

去掉封装材料。

本发明制造半导体元件的另一方法包括以下步骤：

制备衬底上包括突起区的半导体元件部件；

在衬底上表面及突起区上表面和侧面上形成第一钝化膜；

在第一钝化膜上形成第二钝化膜；

去掉突起区上表面上的第二钝化膜，暴露第一钝化膜；

去掉突起区上表面上的第一钝化膜；及

去掉衬底上表面上残留的第二钝化膜。

本发明制造半导体元件的再一方法包括以下步骤：

制备衬底上包括突起区的半导体元件部件；

在衬底上表面及突起区上表面和侧面上形成钝化膜；

将衬底上表面及突起区上表面和侧面掩埋于封装材料中；

暴露突起区上表面上的钝化膜；

去除突起区上表面上的钝化膜；

在突起区上表面上淀积电极材料；及

去掉封装材料。