JP2002246695A - Method for manufacturing semiconductor device using porous substrate, and semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device using porous substrate, and semiconductor device

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JP2002246695A
JP2002246695A JP2001035169A JP2001035169A JP2002246695A JP 2002246695 A JP2002246695 A JP 2002246695A JP 2001035169 A JP2001035169 A JP 2001035169A JP 2001035169 A JP2001035169 A JP 2001035169A JP 2002246695 A JP2002246695 A JP 2002246695A
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layer
semiconductor
semiconductor device
porous
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Seiichi Miyazawa
誠一 宮澤
Masahiro Okuda
昌宏 奥田
Migaku Ezaki
琢 江崎
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor device using a porous substrate which can realize a semiconductor device such as a laser having a large ΔEc, and also to provide a semiconductor device by the method, by manufacturing a compound semiconductor material having an arbitrary lattice constant different from the lattice constant of a substrate of GaAs, InPGa or the like. SOLUTION: The method includes steps of forming a porous layer 102 on a substrate 101, forming a single crystal thin film having identical elements with the substrate 101 on the porous layer 102, forming a semiconductor film having a lattice constant different from that of the single crystal thin film on the single crystal thin film, forming a semiconductor device 109 including a film different in composition from the semiconductor film in part of the film formed on the semiconductor film, joining a surface of the semiconductor device 109 as a bonding surface to a surface of another semiconductor substrate 110, and after the joining step, removing the substrate 101 and the porous layer 102.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、多孔質基板を用いた半
導体デバイスの作製法及び半導体デバイスに係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device using a porous substrate and a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】波長1.3μm〜1.6μmの帯域は光
ファイバの損失が小さく光通信に適した領域である。こ
れまでこの波長用材料としてはInGaAsP系が検討
されており、光通信用のデバイスとして高い信頼性を得
ている。
2. Description of the Related Art A band having a wavelength of 1.3 .mu.m to 1.6 .mu.m is an area where the loss of an optical fiber is small and suitable for optical communication. So far, an InGaAsP-based material has been studied as a material for this wavelength, and high reliability has been obtained as a device for optical communication.

【0003】近年、通信の情報量が増大により、一波長
による光通信から多波長による波長多重通信方式が注目
を集めている。
In recent years, due to an increase in the amount of communication information, attention has been paid to a wavelength multiplex communication system using multiple wavelengths instead of optical communication using one wavelength.

【0004】この波長多重通信においては、波長が時間
的に一定であることが必要となる。しかしながら、In
GaAsP系半導体レーザは周囲温度の変化に弱く、波
長をはじめとする半導体レーザの特性が大きく変動する
欠点を有している。この為、波長多重通信にInGaA
sP半導体レーザを用いる時には温度を一定とするペル
チェ素子を使用する必要がある。これにより、全体的に
装置が大きくなる問題、および価格が高くなる等の問題
を抱えている。
In this wavelength division multiplexing communication, it is necessary that the wavelength is constant over time. However, In
GaAsP-based semiconductor lasers have the disadvantage that they are vulnerable to changes in the ambient temperature, and that the characteristics of the semiconductor laser, such as the wavelength, vary greatly. Therefore, InGaAs is used for wavelength multiplexing communication.
When an sP semiconductor laser is used, it is necessary to use a Peltier element that keeps the temperature constant. As a result, there are problems such as an increase in size of the apparatus as a whole and an increase in price.

【0005】この課題を改善し、高い温度でも安定に動
作する半導体レーザおよび波長変動が小さいレーザを提
供する必要がある。これを解決する一つの方法として、
半導体レーザの活性層へのキャリアの閉じ込めを改善す
る手法がある。
There is a need to improve this problem and to provide a semiconductor laser that operates stably even at a high temperature and a laser with a small wavelength fluctuation. One way to solve this is
There is a technique for improving the confinement of carriers in the active layer of a semiconductor laser.

【0006】図12は、典型的なInGaAsP系量子
井戸半導体レーザの構成である。温度特性に影響を及ぼ
すキャリアは正孔よりも電子であり、電子を閉じ込める
伝導体側の井戸層とバリア層のエネルギー差△Ecを大
きくする事が必要である。図12中の1が活性層で、2
がバリア層である、3はクラッド層である。この活性層
とバリア層のエネルギー差が△Ecである。
FIG. 12 shows the configuration of a typical InGaAsP-based quantum well semiconductor laser. Carriers that affect temperature characteristics are electrons rather than holes, and it is necessary to increase the energy difference ΔEc between the well layer and the barrier layer on the conductor side that confine electrons. 1 in FIG.
Is a barrier layer, and 3 is a cladding layer. The energy difference between the active layer and the barrier layer is ΔEc.

【0007】図13に、このエネルギー差△Ecと温度
特性係数Toの関係を示す。Toは半導体レーザのしき
い値の温度依存を示すもので、このToが大きいと周囲
温度が変化してもレーザのしきい値、駆動電流等の特性
が変化し難い事を示している。
FIG. 13 shows the relationship between the energy difference ΔEc and the temperature characteristic coefficient To. To indicates the temperature dependence of the threshold value of the semiconductor laser. If To is large, it indicates that the characteristics of the laser, such as the threshold value and the drive current, are hard to change even when the ambient temperature changes.

【0008】図13からわかる様に△Ecが大きいほど
Toも大きくなる。つまり、この△Ecを大きくすれば
温度特性のよい半導体レーザを得ることが可能となると
考えられている。
As can be seen from FIG. 13, To increases as ΔEc increases. That is, it is considered that a semiconductor laser having good temperature characteristics can be obtained by increasing ΔEc.

【0009】図1は、代表的なIII−V族半導体と室
温におけるバンドギャップの関係を示したものである。
図1よりわかる様にInAlAsや、AlInP膜の格
子定数を小さくしていくとInPより大きなバンドギャ
ップを得る事が可能となる。特にInAlAsは、波長
1.3μm〜1.6μmの活性層材料が使用出来る範囲
内では最もバンドギャップが大きく取れるIII−V材
料である。このバンドギャップの大きなInAlAsを
用いる事によりキャリアの閉じ込めを改善し、温度依存
性の小さな波長1.3μm〜1.6μmレーザが実現さ
れる。加えて、InAlAsのバンドギャップが広い事
から、大きな△Ecを保ちながら短波長化も可能とな
る。
FIG. 1 shows the relationship between a typical III-V semiconductor and the band gap at room temperature.
As can be seen from FIG. 1, as the lattice constant of the InAlAs or AlInP film is reduced, a band gap larger than that of InP can be obtained. Particularly, InAlAs is a III-V material having the largest band gap as long as an active layer material having a wavelength of 1.3 μm to 1.6 μm can be used. By using InAlAs having a large band gap, the confinement of carriers is improved, and a 1.3 to 1.6 μm laser with small temperature dependence is realized. In addition, since the band gap of InAlAs is wide, it is possible to shorten the wavelength while maintaining a large ΔEc.

【0010】良質のInAlAsを実現する為には、I
nAlAs膜の格子定数を制御する技術が必要となって
くる。しかしながら、InAlAsの格子定数を制御す
ることは容易ではない。
[0010] In order to realize high quality InAlAs, I
A technique for controlling the lattice constant of the nAlAs film is required. However, it is not easy to control the lattice constant of InAlAs.

【0011】現状の化合物半導体用基板は二元系に限ら
れており、量産される安価な基板としてはInP、Ga
PまたはGaAs基板のみであり、格子定数も限定され
る。これら二元系基板上に格子定数の異なる膜を形成す
ると次の様な問題が発生する。
[0011] At present, substrates for compound semiconductors are limited to binary systems, and low-cost mass-produced substrates include InP and Ga.
It is only a P or GaAs substrate, and the lattice constant is also limited. When films having different lattice constants are formed on these binary substrates, the following problems occur.

【0012】一つは、格子定数の異なる事により生ずる
問題である。格子定数差によって応力や格子欠陥が生じ
る。その結果、この膜を利用してデバイスを作製した場
合、良好な電気特性や光学特性は得られないという欠点
がある。
One is a problem caused by different lattice constants. Stress and lattice defects occur due to the lattice constant difference. As a result, when a device is manufactured using this film, there is a disadvantage that good electrical and optical characteristics cannot be obtained.

【0013】二つ目は、基板上に積層する化合物半導体
膜と基板との熱膨張係数差である。一般的に、結晶成長
は室温より数百度高い温度で行われる。この様な場合、
成長温度において基板と成長膜が格子整合していたとし
ても、室温に戻す過程で熱膨張差により成長膜中に転位
が発生してしまう。格子定数や熱膨張係数の問題を解決
することが良質のInAlAsを成長し、温度特性の優
れたレーザを実現する為の課題となってきている。
The second is a difference in thermal expansion coefficient between the compound semiconductor film laminated on the substrate and the substrate. Generally, crystal growth is performed at a temperature several hundred degrees higher than room temperature. In such a case,
Even if the substrate and the grown film are lattice-matched at the growth temperature, dislocations are generated in the grown film due to a difference in thermal expansion during the process of returning to room temperature. Solving the problems of the lattice constant and the coefficient of thermal expansion has been an issue for growing high quality InAlAs and realizing a laser having excellent temperature characteristics.

【0014】これらを解決する一つの方法として、シリ
コン基板上に多孔質シリコンを挟んで化合物半導体膜を
形成する方法が提案されている(特開平10−3215
35号公報)。この方法では、多孔質領域を有するシリ
コン基板をこの多孔質領域の表面の孔を封止しる為に熱
処理し、この基板の上部に化合物半導体層を積層してい
る。この様にして化合物半導体層を作製すれば、シリコ
ン基板とその格子整合や、成膜温度から室温へ降温する
際に生じる熱膨張率差に基いて生じる格子欠陥や、ひず
みは、多孔質シリコンの孔を封止する極薄のシリコン層
のみに導入され、化合物半導体層には導入されない。
As one method for solving these problems, there has been proposed a method of forming a compound semiconductor film on a silicon substrate with porous silicon interposed therebetween (Japanese Patent Laid-Open No. 10-3215).
No. 35). In this method, a silicon substrate having a porous region is subjected to a heat treatment in order to seal pores on the surface of the porous region, and a compound semiconductor layer is laminated on the substrate. When the compound semiconductor layer is manufactured in this manner, lattice defects and strains caused by the lattice matching with the silicon substrate and the difference in the coefficient of thermal expansion generated when the temperature is lowered from the film formation temperature to room temperature are reduced by the porous silicon. It is introduced only into the ultra-thin silicon layer that seals the holes and not into the compound semiconductor layer.

【0015】これは、バルクのシリコンに比較して脆弱
な多孔質層上に形成された極薄のシリコン層の方が、成
長した化合物半導体層と比較して遥かに脆弱であるため
である。この様にして、欠陥が導入される層が、化合物
半導体層ではなく、極薄のシリコン層にのみに優先的に
導入されるため、欠陥の非常に少ない化合物半導体層が
形成できる。
This is because the ultra-thin silicon layer formed on the porous layer, which is more fragile than bulk silicon, is much more fragile than the grown compound semiconductor layer. In this way, the layer into which defects are introduced is preferentially introduced only into the ultra-thin silicon layer instead of the compound semiconductor layer, so that a compound semiconductor layer with very few defects can be formed.

【0016】さらにこの方法では、従来例のように基板
の張り合わせや選択エッチングという生産コストのかか
る方法を用いていないため、従来例に比べて安価に化合
物半導体基板が製造できる。しかしながら、上記の方法
はシリコン基板上に化合物半導体を形成させるための方
法として提案されている。化合物半導体を形成されるた
めの基板としては、シリコン基板よりも、アンチフェー
ズドメインの発生を防いだり、濡れ性を良くして二次元
成長しやすくするという目的のためには、同じ化合物半
導体である基板を用いた方がよい場合が多い。さらに、
多くの化合物半導体では、シリコンよりもGaAs、I
nP、GaPの方が、格子定数の差や熱膨張係数の差が
近く、化合物半導体を成長する上では適当である場合が
多い。
Further, in this method, a compound semiconductor substrate can be manufactured at a lower cost than in the conventional example, since a method which involves the production cost such as bonding and selective etching of the substrates as in the conventional example is not used. However, the above method has been proposed as a method for forming a compound semiconductor on a silicon substrate. As a substrate for forming a compound semiconductor, the same compound semiconductor is used for the purpose of preventing the generation of an anti-phase domain and improving the wettability to facilitate two-dimensional growth, as compared with a silicon substrate. It is often better to use a substrate. further,
In many compound semiconductors, GaAs, I
Since nP and GaP have a smaller difference in lattice constant and a difference in thermal expansion coefficient, they are often more suitable for growing a compound semiconductor.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、GaAs、
InPGaP等の基板と格子定数の異なった任意の格子
定数を持つ化合物半導体膜を欠陥密度を低く形成でき、
例えば△Ecが大きく取れるレーザ等の半導体デバイス
を作製することが可能な多孔質基板を用いた半導体デバ
イスの作製法及び半導体デバイスを提供することを目的
とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to GaAs,
A compound semiconductor film having an arbitrary lattice constant different from the lattice constant of a substrate such as InPGaP can be formed with a low defect density;
For example, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device using a porous substrate capable of manufacturing a semiconductor device such as a laser capable of obtaining a large ΔEc, and a semiconductor device.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】この課題を解決する為
に、本発明の多孔質基板を用いた半導体デバイスの作製
法は、基板に多孔質層を形成する工程と、該多孔質層上
に該基板と同じ元素を有する単結晶薄膜を形成する工程
と、該単結晶薄膜上に該単結晶薄膜と格子定数の異なる
半導体膜を、該単結晶薄膜より厚く形成する工程と、該
基板と他の半導体基板を該半導体膜が内側に位置するよ
うに接合する工程と、接合後、該多孔質層を除去する工
程とを有することを特徴とする。
In order to solve this problem, a method of manufacturing a semiconductor device using a porous substrate according to the present invention comprises a step of forming a porous layer on a substrate, and a step of forming a porous layer on the porous layer. Forming a single crystal thin film having the same element as the substrate; forming a semiconductor film having a lattice constant different from that of the single crystal thin film on the single crystal thin film so as to be thicker than the single crystal thin film; Bonding the semiconductor substrate so that the semiconductor film is located inside, and removing the porous layer after the bonding.

【0019】さらに本発明の半導体デバイスの作製方法
は、基板に多孔質層を形成する工程、該多孔質層上に該
基板と同じ元素を有する単結晶薄膜を形成する工程、該
単結晶薄膜上に該単結晶薄膜と格子定数の異なる半導体
膜を形成する工程、該基板と他の半導体基板を該半導体
膜が内側に位置するように接合する工程、接合後、該多
孔質層を除去する工程,及び該単結晶薄膜を除去する工
程を有することを特徴とする。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a step of forming a porous layer on a substrate, a step of forming a single crystal thin film having the same element as the substrate on the porous layer, Forming a semiconductor film having a different lattice constant from that of the single crystal thin film, bonding the substrate and another semiconductor substrate such that the semiconductor film is located inside, and removing the porous layer after bonding. , And a step of removing the single crystal thin film.

【0020】InPの多孔質層を利用しInPとは格子
整合しないInGaAsの良質な膜し、この上にデバイ
スを作製することが好ましい。
It is preferable to use a porous layer of InP, form a high-quality film of InGaAs that does not lattice match with InP, and manufacture a device thereon.

【0021】多孔質GaAsを用いてGaAsとは格子
整合しない良質のInGaPを作製し、その上にデバイ
ス構成を作製することが好ましい。多孔質InPを用い
てInPとは格子整合しない良質のAlInPを作製
し、その上にデバイス構成を作製する。
It is preferable to use porous GaAs to produce high-quality InGaP which does not lattice match with GaAs, and to fabricate a device configuration thereon. Using porous InP, high-quality AlInP that does not lattice match with InP is manufactured, and a device configuration is manufactured thereon.

【0022】多孔質InPを用いてInPとは格子整合
しない良質のGaAsSbを作製し、その上にデバイス
構成を作製することが好ましい。
It is preferable to manufacture high-quality GaAsSb that does not lattice match with InP using porous InP, and then manufacture a device configuration thereon.

【0023】多孔質InPを用いてInPとは格子整合
しない良質のInGaAsを作製し、その上にデバイス
構成を作製する活性層にInGaAsBiを使用するこ
とが好ましい。
It is preferable to produce high quality InGaAs that does not lattice match with InP by using porous InP, and then use InGaAsBi for an active layer on which a device configuration is produced.

【0024】多孔質InPを用いてInPとは格子整合
しない良質のInGaPを作製し、その上にデバイス構
成を作製する格子整合しないInAlAsを層中に有
し、活性層にInGaPを作製することが好ましい。
It is possible to produce a high-quality InGaP that does not lattice-match with InP using porous InP, and has a lattice-matched InAlAs in the layer for fabricating a device configuration thereon, and produce InGaP in the active layer. preferable.

【0025】[0025]

【実施例】(実施例1)実施例1は、多孔質GaAsを
用いてGaAsとは格子整合のしない膜を形成した場合
でも良質の膜が得られる実施例を示すものである。図2
(a)、(b)、(c)を用いて説明する。多孔質Ga
As層は、n型のGaAsをHCl中で陽極化成する事
により形成できることが、P.Schmuki等(Jo
urnal of Electrochemical
Society 143,p.3316(1996))
や、和田等(1998年応用物理学会予稿集29a−P
C−25)により報告されている。
(Embodiment 1) Embodiment 1 shows an embodiment in which a high quality film can be obtained even when a film having no lattice matching with GaAs is formed using porous GaAs. FIG.
A description will be given using (a), (b), and (c). Porous Ga
As described in P., the As layer can be formed by anodizing n-type GaAs in HCl. Schmuki et al. (Jo
urnal of Electrochemical
Society 143, p. 3316 (1996))
And Wada et al. (Preprints 29a-P
C-25).

【0026】図2(a)において101は多孔質層10
2を有する(100)面を持つGaAs基板で、厚みは
450μmのものである。この様な基板を作製する為に
は、n−GaAs基板をイソプロピルアルコールおよび
メチルアルコールによって超音波線上した後に、基板の
裏面にInによって電気的な接触を取る電極を作製し
た。この後に、HCl溶液の中で陽極化成処理を行い、
GaAs基板表面に多孔質層102を形成することが出
来る。多孔質GaAs層102の作製条件は、電流を5
mA/cm2流して10分間陽極化成を行っており、多
孔質の厚さは10μm、空孔率は20%である。
In FIG. 2A, reference numeral 101 denotes a porous layer 10
2 is a GaAs substrate having a (100) plane and a thickness of 450 μm. In order to manufacture such a substrate, an n-GaAs substrate was ultrasonically irradiated with isopropyl alcohol and methyl alcohol, and then an electrode was formed to make electrical contact with In on the back surface of the substrate. Thereafter, anodizing treatment is performed in an HCl solution,
The porous layer 102 can be formed on the GaAs substrate surface. The conditions for forming the porous GaAs layer 102 are as follows.
Anodization was performed at a current of mA / cm 2 for 10 minutes, and the thickness of the porous body was 10 μm and the porosity was 20%.

【0027】次に図2(b)に示す様に、多孔質GaA
s層102の表面にこの孔が封止された表面部の層10
3を形成した。この様な層を形成する為には、多孔質の
形成されたGaAs基板101を分子線エピタキシー装
置(MBE法)の中に搬入し、Asを照射しながら基板
の温度を600℃程度に加熱し20分保持した。この時
GaAs基板101の表面の酸化膜は除去され、多孔質
GaAs層102の最表面では、凹凸を平滑化し表面エ
ネルギーを下げる方向にGaのマイグレーションが生じ
る。この結果、多孔質GaAs層102の表面は平坦化
し、薄いGaAs単結晶薄膜103として埋まってく
る。この時、反射電子線回折像(RHEED)はスポッ
トからストリークに変化していく。
Next, as shown in FIG.
The surface layer 10 in which the holes are sealed on the surface of the s layer 102
3 was formed. In order to form such a layer, the porous GaAs substrate 101 is carried into a molecular beam epitaxy apparatus (MBE method), and the substrate is heated to about 600 ° C. while irradiating As. Hold for 20 minutes. At this time, the oxide film on the surface of the GaAs substrate 101 is removed, and Ga migration occurs on the outermost surface of the porous GaAs layer 102 in a direction to smooth the unevenness and reduce the surface energy. As a result, the surface of the porous GaAs layer 102 is flattened and buried as a thin GaAs single crystal thin film 103. At this time, the reflected electron beam diffraction image (RHEED) changes from a spot to a streak.

【0028】尚、この際、少量のGaビームを照射させ
て孔の封止をさらに促進することが可能である。表面に
形成されるGaAs単結晶薄膜103の厚みはきわめて
薄く、おおむね、孔の径と同程度ないしはそれ以下、具
体的には100nm以下、より好ましくは30nm以下
である。この薄いGaAs単結晶薄膜103は、この上
に積層する層に配同情報を伝える重要な役目をするもの
である。一方、このGaAs単結晶薄膜103があまり
にも厚いと、格子定数の違いによる歪みを多孔質層10
2で緩和することが不可能となってくる。つまり、孔を
埋めた層厚は、その上部に形成される半導体層の膜厚よ
り十分に薄いことが望ましく、例えば5分の1以下、よ
り好ましくは100分の1以下であることが望ましい。
より具体的には1nm〜100nmの範囲で化合物半導
体の膜厚を考慮することが望ましい。
At this time, it is possible to further promote the sealing of the hole by irradiating a small amount of Ga beam. The thickness of the GaAs single-crystal thin film 103 formed on the surface is extremely thin, approximately equal to or less than the diameter of the hole, specifically, 100 nm or less, more preferably 30 nm or less. The thin GaAs single crystal thin film 103 plays an important role of transmitting arrangement information to a layer laminated thereon. On the other hand, if the GaAs single-crystal thin film 103 is too thick, distortion due to the difference in lattice constant may be caused by the porous layer 10.
It becomes impossible to relax with 2. That is, the thickness of the layer filling the holes is desirably sufficiently smaller than the thickness of the semiconductor layer formed thereon, and is, for example, preferably 1/5 or less, more preferably 1/100 or less.
More specifically, it is desirable to consider the thickness of the compound semiconductor in the range of 1 nm to 100 nm.

【0029】孔の封止を促進する他の手法としては、マ
イグレーション・エンハンスド・エピタキシー(ME
E)を用いる方法がある。この手法を用いて、III族
原子のマイグレーションを促進させると効果的である。
この手法は、GaAs、InP、GaPなどのIII−
V族半導体の場合、III族原子のマイグレーションを
促進させるために,III族のみを供給し、III族が
適当なサイトに落ち着くまでV族の供給量を制限する手
法である。
Another technique for promoting hole sealing is migration enhanced epitaxy (ME).
There is a method using E). It is effective to promote the migration of group III atoms using this technique.
This method is applicable to III-type devices such as GaAs, InP, and GaP.
In the case of a group V semiconductor, in order to promote the migration of group III atoms, only a group III is supplied, and the supply amount of the group V is limited until the group III is settled at an appropriate site.

【0030】また、以上の例では多孔質層102の表面
を埋める方法として、MBE法を用いた構成について説
明したが、この方法に限るものではなく、ケミカルビー
ム法(CBE法)ゃMOCVD法を用いてもよい。供給
材料の形態としては固体ソースのみではなく、トリメチ
ルガリウム、アルシンなど有機化合物を使用しても同様
の効果が得られる。
In the above example, the configuration using the MBE method as a method for filling the surface of the porous layer 102 has been described. However, the present invention is not limited to this method. May be used. Similar effects can be obtained by using not only a solid source but also an organic compound such as trimethylgallium or arsine as a form of the supply material.

【0031】この次に、図2(c)に示す様に、GaA
s単結晶薄膜103上にIII−V族の化合物半導体層
104を続けて成膜した。この時、成膜する化合物半導
体層104の厚さは、上記にも示した様にGaAs単結
晶薄膜103の厚さに比較して十分厚く形成する。ここ
では、高温動作用の半導体レーザの基板のなるInGa
As(In組成0.38程度)を1000nmの厚みで
エピタキシャル成長させた。この時の成長条件は、基板
温度600℃で、V/III比は〜5である。このIn
GaAs膜の転位を電子顕微鏡で確認した結果、ほとん
ど欠陥密度がみられず、良好な膜であることが確認され
た。このウェハーのエッチピッチ密度を、欠陥顕在化エ
ッチングにより測定したところ、104cm-2以下の欠
陥密度を得た。この欠陥密度は、レーザウェハーを作製
する為の基板としては十分に低い欠陥密度である。
Next, as shown in FIG.
A group III-V compound semiconductor layer 104 was successively formed on the s single crystal thin film 103. At this time, the thickness of the compound semiconductor layer 104 to be formed is sufficiently larger than the thickness of the GaAs single crystal thin film 103 as described above. Here, InGa which is a substrate of a semiconductor laser for high-temperature operation is used.
As (In composition: about 0.38) was epitaxially grown to a thickness of 1000 nm. The growth conditions at this time are a substrate temperature of 600 ° C. and a V / III ratio of 55. This In
As a result of confirming the dislocation of the GaAs film by an electron microscope, it was confirmed that the film had almost no defect density and was a good film. When the etch pitch density of this wafer was measured by defect revealing etching, a defect density of 104 cm -2 or less was obtained. This defect density is sufficiently low as a substrate for producing a laser wafer.

【0032】以上述べた様にして、化合物半導体層10
4を形成すれば、GaAsとの格子定数差、および熱膨
張率差から生ずる格子欠陥は、脆弱な多孔質GaAs層
102の上に形成されたGaAs表面層に主に導入さ
れ、成長した化合物半導体層104のInGaAs(組
成0.38付近)中にはほとんど導入されない。このた
め、欠陥の非常に少ない化合物半導体単結晶層104が
得られ、このInGaAs膜に整合したInAlAsを
形成する事により、△Ecの大きなレーザを作ることが
可能となる。
As described above, the compound semiconductor layer 10
4, lattice defects caused by a difference in lattice constant from GaAs and a difference in thermal expansion coefficient are mainly introduced into the GaAs surface layer formed on the fragile porous GaAs layer 102, and the grown compound semiconductor It is hardly introduced into InGaAs (having a composition of about 0.38) of the layer 104. For this reason, a compound semiconductor single crystal layer 104 with very few defects is obtained, and by forming InAlAs matched to this InGaAs film, a laser having a large ΔEc can be produced.

【0033】図4(a)、(b)、(c)は多孔質層1
02有した基板101から半導体レーザ構成のみを剥離
する工程について説明する。図5(a)の101は基板
であるところのGaAsである。102は多孔質GaAs層を示
し、109は多孔質上に形成されたレーザ構成である。
この構成を図4(b)に示す様に、110のSi基板
上にP側を接合面として接合した。 この例では、デバ
イスは一つだけであるが、複数個が並んでいる構成、つ
まりアレー化されててもよい。接合した後、図4(c)
に示す様に、102の多孔質GaAsの部分を薄い硫酸系の
エッチング液でエッチングした。多孔質GaAsの領域は単
結晶GaAsに比較して、500倍以上のエッチング差があ
り容易に102のみエッチング可能である。図4(c)
に示す様にレーザ部分のみ取り出してレーザを作製する
ことが可能となる。エッチング等によらずに、不要な部
分は研磨して除去することもできる。なお、多孔質層上
に形成した単結晶薄膜103をも除去してもよい。
FIGS. 4A, 4B and 4C show the porous layer 1
Next, a step of separating only the semiconductor laser configuration from the substrate 101 provided will be described. In FIG. 5A, reference numeral 101 denotes GaAs as a substrate. Reference numeral 102 denotes a porous GaAs layer, and reference numeral 109 denotes a laser configuration formed on the porous material.
As shown in FIG. 4 (b), this structure was bonded on a Si substrate 110 with the P side as a bonding surface. In this example, there is only one device, but a configuration in which a plurality of devices are arranged, that is, an array may be used. After joining, FIG.
As shown in the figure, a portion of 102 porous GaAs was etched with a thin sulfuric acid-based etchant. The region of porous GaAs has an etching difference of 500 times or more as compared with single crystal GaAs, and only 102 can be easily etched. FIG. 4 (c)
As shown in (1), it is possible to produce a laser by taking out only the laser portion. Unnecessary portions can be polished and removed without depending on etching or the like. Note that the single crystal thin film 103 formed on the porous layer may also be removed.

【0034】尚、多孔質層102を形成する基板として
はInP基板(実施例2で説明)や、H2SO4により陽
極化成するGaP、Si基板などが上げられる。基本的
に多孔質層が形成できるものであれば基板は二元化合物
半導体に限られるものではない。
As the substrate on which the porous layer 102 is formed, an InP substrate (described in the second embodiment), a GaP or Si substrate anodized with H 2 SO 4 , or the like can be used. Basically, the substrate is not limited to a binary compound semiconductor as long as a porous layer can be formed.

【0035】(実施例2)本発明の第二実施例をやはり
図2(a)〜(c)を用いて説明する。
(Embodiment 2) A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0036】この実施例は、InP基板を用いた例で、
かつ具体的なレーザ構成を記述している。また、作製し
た半導体レーザの多孔質部を剥離する工程についても記
述している。
This embodiment is an example using an InP substrate.
Further, a specific laser configuration is described. It also describes a step of separating the porous portion of the manufactured semiconductor laser.

【0037】図2(a)において101は多孔質層10
2を有するInP基板である。この様な基板101を作
製する為には、n−InP基板をイソプロピルアルコー
ルおよびメチルアルコールによって超音波線上した後
に、基板の裏面にInによって電気的な接触を取る電極
を作製した。この後に、HCl溶液の中で陽極化成処理
を行い、InP基板表面に多孔質層を形成することが出
来た。
In FIG. 2A, reference numeral 101 denotes the porous layer 10
2 is an InP substrate. In order to manufacture such a substrate 101, an n-InP substrate was ultrasonically irradiated with isopropyl alcohol and methyl alcohol, and then an electrode was formed to make electrical contact with In on the back surface of the substrate. Thereafter, anodizing treatment was performed in an HCl solution to form a porous layer on the surface of the InP substrate.

【0038】次に図2(b)に示す様に、多孔質InP
層102の表面に、この孔が封止された表面層103
(単結晶薄膜層)を形成した。この様な層103を形成
する為には、多孔質層102の形成されたInP基板1
01を分子線エピタキシー装置の中に搬入し、Pを照射
しながら基板温度を500℃程度に加熱した。この過程
によりInP基板101の表面の酸化膜は除去され、酸
化膜が除去された多孔質InP層102の表面では凹凸
を平滑化し表面エネルギーを下げる方向にInのマイグ
レーションが生じた。この結果、多孔質InP層102
の表面は平坦化し薄いInP単結晶薄膜103として埋
まってきた。尚、この際、少量のInビームを照射させ
て孔の封止をさらに促進することが可能である。この例
では、供給する元素は固体状態で供給しているが、必ず
しも固体元素に限定される訳ではない。トリメチルイン
ジュウムなどの有機金属材料、水素化物のホスフィンを
用いたChemical Beam Epitaxy
や、MOCVD法などを用いてもよい。
Next, as shown in FIG.
On the surface of the layer 102, a surface layer 103 in which the holes are sealed.
(Single crystal thin film layer) was formed. In order to form such a layer 103, the InP substrate 1 on which the porous layer 102 is formed is formed.
01 was carried into a molecular beam epitaxy apparatus, and the substrate was heated to about 500 ° C. while irradiating P. Through this process, the oxide film on the surface of the InP substrate 101 was removed, and migration of In occurred on the surface of the porous InP layer 102 from which the oxide film had been removed in a direction to smooth the unevenness and reduce the surface energy. As a result, the porous InP layer 102
Has been flattened and buried as a thin InP single crystal thin film 103. At this time, it is possible to further promote the sealing of the holes by irradiating a small amount of In beam. In this example, the element to be supplied is supplied in a solid state, but is not necessarily limited to the solid element. Chemical Beam Epitaxy using organometallic materials such as trimethylindium and hydride phosphine
Alternatively, an MOCVD method or the like may be used.

【0039】次に、図2(c)に示す様に、表面部10
3上にIII−V族の化合物半導体層104を続けて成
膜した。この時、成膜した化合物半導体層104の厚さ
は表面部103の厚さに比較して十分厚く形成した。
Next, as shown in FIG.
On III, a group III-V compound semiconductor layer 104 was successively formed. At this time, the thickness of the formed compound semiconductor layer 104 was formed sufficiently thicker than the thickness of the surface portion 103.

【0040】以上述べた様にして、化合物半導体104
を形成すれば、InPとの格子定数差、および熱膨張率
差から生ずる格子欠陥は、脆弱な多孔質InP層102
の上に形成されたInP単結晶薄膜の表面層103に主
に導入され、成長した化合物半導体層104の中にはほ
とんど導入されない。このため、欠陥の非常に少ない単
結晶の化合物半導体層104が得られた。
As described above, the compound semiconductor 104
Is formed, lattice defects caused by a difference in lattice constant from InP and a difference in coefficient of thermal expansion are reduced by the fragile porous InP layer 102.
Is mainly introduced into the surface layer 103 of the InP single crystal thin film formed thereon, and is hardly introduced into the grown compound semiconductor layer 104. Thus, a single-crystal compound semiconductor layer 104 with very few defects was obtained.

【0041】この基板の上に、104とは格子定数の異
なる半導体膜を持つ半導体層を積層した。図3中、10
6は図2(c)の構成と同じである。11は104層と
同じ組成とし、n−In0.38Ga 0.62Asである。そ
の上に、12に示すクラッド層であるn−In0.35Al
0.65Asを形成した。格子定数は0.58nmである。
ここで使用しているクラッド層のInAlAsは、In
Pに格子整合した場合よりAlの組成が増加している結
果、InAlAsのバンドギャップはInP整合時より
約0.55ev増化している。この上に13に示す光閉
じ込め層n−In0.48Ga0.38Al0.16Asを形成し
た。18は活性領域でこの領域に活性層とバリア層が含
まれており、活性層14は圧縮歪みを入れたn−In
0.53Ga0.47Asで出来ており、圧縮歪みが1.2%入
っていた。
On this substrate, a semiconductor layer having a semiconductor film having a different lattice constant from that of 104 was laminated. In FIG. 3, 10
6 is the same as the configuration of FIG. Numeral 11 has the same composition as the 104 layer, and is n-In 0.38 Ga 0.62 As. On top of this, n-In 0.35 Al which is a cladding layer shown in FIG.
0.65 As was formed. The lattice constant is 0.58 nm.
InAlAs of the cladding layer used here is InAlAs.
As a result of the increase in the Al composition as compared with the case of lattice matching with P, the band gap of InAlAs is increased by about 0.55 ev as compared with the case of InP matching. A light confinement layer n-In 0.48 Ga 0.38 Al 0.16 As shown in 13 was formed thereon . Reference numeral 18 denotes an active region, in which an active layer and a barrier layer are included, and the active layer 14 is a compressively-strained n-In.
It was made of 0.53 Ga 0.47 As and had a compressive strain of 1.2%.

【0042】また、バリア層が2層含まれており、組成
は13に示した光閉じ込め層と同じでドーピングはして
いない。この上に16に示す上部光閉じ込め層であるp
−In0.48Ga0.38Al0.16Asを形成した後に、17
に示す上部クラッド層であるp−In0.35Al0.65As
を形成する。最後に19に示すp−In0.38Ga0.62
sを形成した構成となっている。今回の構成では、活性
層のみに歪みを入れているが、バリア層、および光ガイ
ド層の一部に入れてもよい。
Further, two barrier layers are included, and the composition is the same as that of the light confinement layer shown in FIG. 13 and is not doped. Above this, p, which is an upper optical confinement layer shown in FIG.
After forming -In 0.48 Ga 0.38 Al 0.16 As,
An upper cladding layer shown in p-In 0.35 Al 0.65 As
To form Finally, p-In 0.38 Ga 0.62 A shown in 19
s is formed. In this configuration, the strain is applied only to the active layer. However, the strain may be applied to a part of the barrier layer and the light guide layer.

【0043】図4(a)、(b)、(c)は多孔質層1
02有した基板101から半導体レーザ構成のみを剥離
する工程について説明する。図5(a)の101は基板
であるところのInPである。102は多孔質InP層
を示し、109は多孔質上に形成されたレーザ構成であ
る。 この構成を図4(b)に示す様に、110のSi
基板上にP側を接合面として接合した。接合した後、図
4(c)に示す様に、102の多孔質InPの部分を薄
いHCLのエッチング液でエッチングした。多孔質In
Pの領域は単結晶InPに比較して、1000倍以上の
エッチング差があり容易に102のみエッチング可能で
ある。図4(c)に示す様にレーザ部分のみ取り出して
レーザを作製することが可能となる。
FIGS. 4A, 4B, and 4C show the structure of the porous layer 1. FIG.
Next, a step of separating only the semiconductor laser configuration from the substrate 101 provided will be described. In FIG. 5A, reference numeral 101 denotes InP as a substrate. 102 denotes a porous InP layer, and 109 denotes a laser configuration formed on the porous layer. This structure is shown in FIG.
It joined on the board | substrate with the P side as a joining surface. After the bonding, as shown in FIG. 4C, the portion of the porous InP 102 was etched with a thin HCL etchant. Porous In
The P region has an etching difference of 1000 times or more compared to the single crystal InP, and only 102 can be easily etched. As shown in FIG. 4C, it is possible to produce a laser by extracting only the laser portion.

【0044】この様に作製した半導体レーザのバンド構
造を図3(b)に示す。活性層とバリア層の△Ecは
0.54eV程度取れる。井戸層の厚みは、波長1.5
5μmを得る為に6nmとしている。格子定数を0.5
8nmに変える事により、InPに比較して、バンドギ
ャップの大きなInAlAsを使用することが出来、か
つバリア層15にも、バンドギャップの大きなGaIn
AlAsを使用することが可能となり、△Ecを大きく
取れ、電子の閉じ込めが改善された。
FIG. 3B shows the band structure of the semiconductor laser fabricated as described above. ΔEc of the active layer and the barrier layer can be about 0.54 eV. The thickness of the well layer is 1.5
The thickness is set to 6 nm to obtain 5 μm. Lattice constant of 0.5
By changing to 8 nm, InAlAs having a larger band gap can be used as compared with InP, and GaIn having a larger band gap can be used for the barrier layer 15.
AlAs can be used, ΔEc can be increased, and electron confinement is improved.

【0045】△Ecの大ききは0.5eV以上と考えら
れ、図13からToは180[K]以上が得られた事に
なる。これまでのInGaAsP系レーザの70[K]
程度に比べ優れた温度安定性を得ることが可能となっ
た。 以上に示す様に、クラッドが高ければバリアも高
くすることが可能となり、大きなToを得ることが可能
となる。今回は、InAlAsのバンドギャップが大き
く取れる0.58nm付近のInAlAsを使用した
が、基本的には、InPよりバンドギャップの大きな材
料を使用すれば効果がある。今回クラッド層として使用
したInAlAs層が直接遷移型で最も大きなバンドギ
ャップを持つ条件は、格子定数0.578nm程度であ
る。InAlAsをクラッドとする場合はこの格子定数
を使用する事により、最もキャリア閉じ込めのよい望ま
しい構成が得られる。
The magnitude of ΔEc is considered to be 0.5 eV or more, and FIG. 13 shows that To is 180 [K] or more. 70 [K] of conventional InGaAsP laser
It became possible to obtain excellent temperature stability as compared with the degree. As described above, if the cladding is high, the barrier can be made high, and a large To can be obtained. In this case, InAlAs having a band gap of about 0.58 nm, which allows a large band gap of InAlAs, is used. However, basically, a material having a band gap larger than that of InP is effective. The condition that the InAlAs layer used as the cladding layer this time is the direct transition type and has the largest band gap is a lattice constant of about 0.578 nm. When InAlAs is used as the cladding, a desirable configuration with the best carrier confinement can be obtained by using this lattice constant.

【0046】以上説明した様に、多孔質化合物半導体、
(本例では多孔質InP)を使用する事により、基板と
は整合していない格子定数を持つInAlAsを用いる
事により、温度特性のよい長波系の半導体レーザを得る
ことができた。
As described above, the porous compound semiconductor,
By using (porous InP in this example) and using InAlAs having a lattice constant that is not matched with the substrate, a long-wavelength semiconductor laser with good temperature characteristics could be obtained.

【0047】本実施例では、バリア層としてはGaIn
AlAsを用いたが、これ以外の材料としては、(G
A)AlInP、InGaAsP、InGaP、AlG
aInAsP、AlInAsPが上げられ、これらをバ
リアに使用することで目的が達せられる。
In this embodiment, the barrier layer is GaIn
AlAs was used, but other materials such as (G
A) AlInP, InGaAsP, InGaP, AlG
aInAsP and AlInAsP are raised, and the purpose is achieved by using them for the barrier.

【0048】また、本実施例では半導体レーザをデバイ
スとして取り上げたが、半導体レーザに限るものではな
い。In組成の大きなInGaAsでは電子の移動速度
が大きいとこから、In組成の多いInGaAsが作製
できる格子定数を有する三元基板を作製する事により、
高速の電界効果トランジスター(FET)が実現でき
る。
Although the semiconductor laser is taken as a device in this embodiment, the invention is not limited to the semiconductor laser. Since InGaAs with a large In composition has a high electron movement speed, by manufacturing a ternary substrate having a lattice constant capable of forming InGaAs with a large In composition,
A high-speed field effect transistor (FET) can be realized.

【0049】(実施例3)本例は、GaAs多孔質層を
利用しGaAsとは格子整合しないAlInAsを層を
用いた半導体レーザ構造で、温度特性を改善する為に、
バリア層としてInGaPを用いている例である。図5
および図6を用いて説明する。 図5(a)において2
01は多孔質層202を有する(100)−GaAs基
板で、厚みは500μmのものである。この様な基板を
作製する為には、n−GaAs基板を有機洗浄した後
に、基板201の裏面に電極を作製した。この後に、H
Cl溶液の中で陽極化成処理を行い、GaAs基板20
1表面に多孔質層202を形成することが出来た。多孔
質GaAs層202の作製条件は、電流を5mA/cm
2を流して20分間陽極化成を行っており、多孔質の厚
さは15μm、空孔率は25%であった。
(Embodiment 3) In this embodiment, a porous GaAs layer is used.
Utilizing AlInAs layer that does not lattice match with GaAs
In order to improve the temperature characteristics in the used semiconductor laser structure,
This is an example in which InGaP is used as a barrier layer. FIG.
This will be described with reference to FIG. In FIG.
01 is a (100) -GaAs group having a porous layer 202
It is a plate having a thickness of 500 μm. Such a substrate
To fabricate, after n-GaAs substrate is organically washed
Next, an electrode was formed on the back surface of the substrate 201. After this, H
Anodizing treatment is performed in a Cl solution, and the GaAs substrate 20
The porous layer 202 was formed on one surface. porous
The conditions for forming the porous GaAs layer 202 are such that the current is 5 mA / cm.
TwoAnd anodizing for 20 minutes.
The thickness was 15 μm, and the porosity was 25%.

【0050】次に図5(b)に示す様に、多孔質GaA
s層202の表面にこの孔が封止された表面部の層(単
結晶薄膜層)203を形成した。この層203の作製法
は実施例1で説明したものと同じである。次に、図5
(c)に示す様に、表面部203上にIII−V族の化
合物半導体層204を続けて成膜した。204は、In
GaPで組成がIn0.71である。204のInGa
Pは多孔質層の効果により欠陥の少ない膜となった。
Next, as shown in FIG.
On the surface of the s layer 202, a surface layer (single crystal thin film layer) 203 in which the holes were sealed was formed. The method of forming the layer 203 is the same as that described in the first embodiment. Next, FIG.
As shown in (c), a group III-V compound semiconductor layer 204 was continuously formed on the surface portion 203. 204 is In
GaP has a composition of In0.71. 204 InGa
P became a film with few defects due to the effect of the porous layer.

【0051】つづいて、図6(a)に示すレーザ構造を
作製する。21は図5(c)の206を示しており、最
上層はn−In0.71Ga0.29Pである。その上に、22
に示すクラッド層であるn−In0.35Al0.65Asを形
成している。格子定数は0.58nmである。この上に
23に示す光閉じ込め層n−In0.71Ga0.29Pを形成
した。活性領域は、活性層である24とバリア層である
25により構成されている。活性層は圧縮歪みを1.0
%入れたundoped InGaAsである。25は
バリア層で2層ある。このバリア層は、23に示した光
閉じ込め層と同じ構成でドーピングはしていない。この
上に26に示す上部光閉じ込め層であるp−In0.71
0.29Pを形成した後に、27に示す上部クラッド層で
あるp−In0.35Al0.65Asを形成した。最後に28
に示すp−In0.38Ga0.62Asを形成した構成となっ
ている。今回の構成では、活性層のみに歪みを入れてい
るが、バリア層、および光ガイド層の一部に入れてもよ
い。
Subsequently, a laser structure shown in FIG. Reference numeral 21 denotes 206 in FIG. 5C, and the uppermost layer is n-In 0.71 Ga 0.29 P. On top of that, 22
N-In 0.35 Al 0.65 As which is a cladding layer shown in FIG. The lattice constant is 0.58 nm. An optical confinement layer n-In 0.71 Ga 0.29 P shown in 23 was formed thereon . The active region includes an active layer 24 and a barrier layer 25. The active layer has a compressive strain of 1.0
% Of undoped InGaAs. Reference numeral 25 denotes two barrier layers. This barrier layer has the same configuration as the optical confinement layer shown in 23 and is not doped. Above this, p-In 0.71 G, which is the upper optical confinement layer shown at 26
After forming a 0.29 P, p-In 0.35 Al 0.65 As, which is the upper cladding layer shown in 27, was formed. Finally 28
In this case, p-In 0.38 Ga 0.62 As shown in FIG. In this configuration, the strain is applied only to the active layer. However, the strain may be applied to a part of the barrier layer and the light guide layer.

【0052】バンド図を図6(b)に示す。バリア層I
nGaPとInGaAs井戸のエネルギー差は460m
eV取ることが出きる。一般的InGaAsPバリアを
用いた構成では、△Ecは図13に示した様に150m
eV程度であることから、InAlAsをクラッドに
し、InGaPをバリアに使用することにより、これま
でにない閉じ込めのよい半導体レーザ構成を得ることが
可能となる。
FIG. 6B shows a band diagram. Barrier layer I
The energy difference between nGaP and InGaAs well is 460m
You can take eV. In a configuration using a general InGaAsP barrier, ΔEc is 150 m as shown in FIG.
Since it is about eV, by using InAlAs as a clad and using InGaP as a barrier, it becomes possible to obtain a semiconductor laser configuration with better confinement than ever.

【0053】図7(a)〜(c)の工程は、レーザ構造
を多孔質層を含む基板から剥離する工程である。201
はGaAs基板で202はGaAs多孔質層である。2
09はレーザ構造である。
The steps shown in FIGS. 7A to 7C are steps for separating the laser structure from the substrate including the porous layer. 201
Is a GaAs substrate and 202 is a GaAs porous layer. 2
Reference numeral 09 denotes a laser structure.

【0054】この構成を、図7(b)に示す様に基板
(ここではSiウエハー)上に209を下にして貼り付
けた。この後201を研磨液を用いて削った。その後、
薄い硫酸により202をエッチングし、図7(c)に示
す様に209のレーザ構造だけを残した。
As shown in FIG. 7B, this structure was attached on a substrate (here, a Si wafer) with 209 facing down. Thereafter, 201 was shaved using a polishing liquid. afterwards,
Etching 202 was performed with thin sulfuric acid, leaving only the laser structure 209 as shown in FIG.

【0055】以上説明した様に、多孔質GaAs層を用
いる事により、欠陥のないInGaPバッファを作製す
ることが出来、かつクラッド層にInAlAsを用い、
バリア層にInGaPが使用することによりInPをク
ラッドとしInGaAsPをバリア層とした場合より閉
じ込めの良いレーザが得られた。この実施例ではバリア
層にInGaPを用いたが、バリア層としてはこれ以外
にAlGaInAsがバリア、おおよび、InPより格
子定数をずらすことによりバンドギャップを大きくした
InGaAsPとAlGaInP、AlGaInAs
P、AlInAsP等が上げられる。
As described above, a defect-free InGaP buffer can be manufactured by using a porous GaAs layer, and InAlAs is used for a cladding layer.
By using InGaP for the barrier layer, a laser with better confinement was obtained than when InP was used as the cladding and InGaAsP was used as the barrier layer. In this embodiment, InGaP is used for the barrier layer. However, other barrier layers include AlGaInAs, and InGaAsP, AlGaInP, and AlGaInAs whose band gaps are increased by shifting the lattice constant from InP.
P, AlInAsP and the like.

【0056】また、本実施例では、活性領域の井戸層と
してInGaAsの例を上げたが、InGaAsPでも
よい。また、組成を変えバンドギャップを小さくしたI
nGaAlAs,AlGaInAsP等も使用可能であ
る。
In this embodiment, the example of InGaAs is given as the well layer of the active region, but InGaAsP may be used. In addition, the composition was changed to reduce the band gap.
nGaAlAs, AlGaInAsP and the like can also be used.

【0057】基本的に、格子定数をInPより小さく
し、バンドギャップの大きな、InAlAsをクラッド
とし使用することにより、バリア層と井戸層のエネルギ
ー差を大きくする構成を提供するものである。この結
果、従来にない温度安定性を示すレーザを提供すること
が可能となった。この様に基板の格子定数を制御するこ
とによりこれまでにない特性のレーザを実現することが
出来る。
Basically, by providing a lattice constant smaller than that of InP and using InAlAs having a large band gap as a clad, a structure in which the energy difference between the barrier layer and the well layer is increased is provided. As a result, it has become possible to provide a laser exhibiting unprecedented temperature stability. By controlling the lattice constant of the substrate in this manner, a laser having unprecedented characteristics can be realized.

【0058】(実施例4)本実施例は、InPとは格子
整合しないAlInPを多孔質層InP層を使用するこ
とにより実現可能とした半導体レーザ構造で、活性層と
してGaAsSbを用いている例である。
(Embodiment 4) The present embodiment is an example in which GaAsSb is used as an active layer in a semiconductor laser structure in which AlInP that does not lattice match with InP can be realized by using a porous InP layer. is there.

【0059】図8をもって説明する。図8中、31は多
孔質InP上に10nm厚のInPを形成した半導体基
板上にn−AlInPを形成したものである。その上
に、32に示すクラッド層であるn−In0.3Al0.7
sを形成している。格子定数は0.578nmに整合し
ている。この上に33に示す光閉じ込め層n−In0.8
Ga0.2Pを形成した。活性領域は、活性層である34
とバリア層である35により構成されている。活性層は
無歪のundoped GaAsSb5層でなってい
る。35はバリア層で4層で形成している。このバリア
層は、33に示した光閉じ込め層と構成は同じでドーピ
ングはしていない。この上に36に示す上部光閉じ込め
層であるp−In0.8Ga0.2Pを形成した後に、37に
示す上部クラッド層であるp−InAlAsを形成す
る。最後に38に示すp−In0.3Ga0 .7Asを形成し
た構成となっている。
This will be described with reference to FIG. In FIG. 8, reference numeral 31 denotes an n-AlInP film formed on a semiconductor substrate having a 10-nm-thick InP film formed on a porous InP film. On top of that, n-In 0.3 Al 0.7 A which is a cladding layer shown at 32
s. The lattice constant is matched to 0.578 nm. A light confinement layer n-In 0.8 shown on 33 above this
Ga 0.2 P was formed. The active region is an active layer 34
And a barrier layer 35. The active layer is composed of an unstrained undoped GaAsSb5 layer. Reference numeral 35 denotes a barrier layer formed of four layers. This barrier layer has the same configuration as the light confinement layer shown in 33 and is not doped. After forming p-In 0.8 Ga 0.2 P serving as an upper optical confinement layer shown at 36 thereon, p-InAlAs serving as an upper cladding layer shown at 37 is formed. Finally it has a configuration in which the formation of the p-In 0.3 Ga 0 .7 As shown in 38.

【0060】以上説明した様に、多孔質InPを用いる
事により、欠陥のないAlInPバッファを作製するこ
とが出来、かつバリア層InGaPとGaAsSb井戸
のエネルギー差は大きくとれたInAlAsをクラッ
ド、InGaPをバリアとし、GaAsSbを活性層に
使用することにより、これまでになく閉じ込めのよい半
導体レーザ構成を得ることが可能となった。
As described above, by using porous InP, a defect-free AlInP buffer can be manufactured, and the energy difference between the barrier layer InGaP and the GaAsSb well is large. By using GaAsSb for the active layer, it has become possible to obtain a semiconductor laser configuration with better confinement than ever before.

【0061】この実施例では、GaAsSbを示した
が、1.3μm−1.6μmを得る活性層としてはこの
他にInGaAsNなどが上げられる。バンドギャップ
の大きなInAlAsとInGaAsN活性層を組合せ
る事により、温度特性の優れた半導体レーザが可能とな
る。
In this embodiment, GaAsSb is shown, but InGaAsN or the like may be used as an active layer for obtaining 1.3 μm to 1.6 μm. By combining InAlAs and InGaAsN active layers having a large band gap, a semiconductor laser having excellent temperature characteristics can be obtained.

【0062】(実施例5)本実施例は、InPとは格子
整合しないGaAsSb層を形成し、活性層に温度依存
性の小さなGaInTlPを使用する事を実現した例で
ある。図9をもって説明する。
(Embodiment 5) This embodiment is an example in which a GaAsSb layer which does not lattice match with InP is formed, and GaInTIP having small temperature dependency is used for the active layer. This will be described with reference to FIG.

【0063】図9中、41はInP基板上にInPの多
孔質層とInP薄膜30nmを含む半導体層にn‐Ga
AsSbを積層した構成である。その上に、42に示す
クラッド層であるn−In0.4Al0.6Asを形成してい
る。格子定数は0.582nmに整合している。この上
に43に示す光閉じ込め層n−In0.74Ga0.26Pを形
成する。活性領域は、活性層である44とバリア層であ
る45により構成されている。活性層は無歪のundo
ped GaIn TlP5層でなっている。45はバ
リア層で4層で形成している。このバリア層は、43に
示した光閉じ込め層と構成は同じでドーピングはしてい
ない。この上に46に示す上部光閉じ込め層であるp−
In0.74Ga0.26Pを形成した後に、47に示す上部ク
ラッド層であるp−In0.4Al0.6Asを形成する。最
後に48に示すp−In0.41Ga 0.59Asを形成した構
成となっている。
In FIG. 9, reference numeral 41 denotes a large amount of InP on the InP substrate.
N-Ga is added to the semiconductor layer including the porous layer and the InP thin film 30 nm.
This is a configuration in which AsSb is laminated. On top of that, shown at 42
N-In which is a cladding layer0.4Al0.6Forming As
You. The lattice constant is matched to 0.582 nm. On this
The optical confinement layer n-In shown in FIG.0.74Ga0.26Shape P
To achieve. The active region includes the active layer 44 and the barrier layer.
45. The active layer is undone with no distortion
It is composed of a ped GaIn TIP5 layer. 45 is ba
The rear layer has four layers. This barrier layer is
The configuration is the same as that of the optical confinement layer shown
Absent. On top of this, p-
In0.74Ga0.26After the formation of P,
P-In which is a lad layer0.4Al0.6As is formed. Most
P-In later shown in 480.41Ga 0.59Structure that formed As
It has become.

【0064】以上説明した様に、多孔質InPを用いる
事により、欠陥のないGaAsSbバッファを作製する
ことが出来、かつこの構成においてもバリア層InGa
PとGaInTlP井戸のエネルギー差は大きくとれ
た。この結果キャリアのオーバーフローを押さえること
が可能となった。
As described above, by using porous InP, a GaAsSb buffer having no defect can be manufactured, and the barrier layer InGa
The energy difference between the P and GaInTIP wells was large. As a result, it has become possible to suppress carrier overflow.

【0065】これに加え、TlPを含むGaInTlP
のバンドギャップが温度変化が通常の材料に比較して小
さい為、特定の波長の利得が変化しにくくより安定な動
作が可能となる。
In addition, GaInTlP containing TlP
Since the change in temperature of the bandgap is smaller than that of a normal material, the gain of a specific wavelength is hardly changed, and a more stable operation can be performed.

【0066】よって、多孔質InPを使う事により、格
子定数が制御可能となりInAlAsをクラッド、In
GaPをバリアとし、GaInTlPを活性層に使用す
ることによりこれまでになく閉じ込めが良く、かつ特定
の波長での利得の温度依存性の良い半導体レーザ構成を
得ることが可能となった。本特許では、活性層にGaI
nTlPを用いたが、AlInTlPを使用することも
可能である。
Therefore, by using porous InP, the lattice constant can be controlled, and InAlAs can be clad and InAlAs can be used.
By using GaP as a barrier and using GaInTIP for the active layer, it has become possible to obtain a semiconductor laser configuration having better confinement than ever and having good temperature dependence of gain at a specific wavelength. In the present patent, GaI is used for the active layer.
Although nTlP was used, it is also possible to use AlInTlP.

【0067】(実施例6)本実施例は、InPとは格子
整合しない良質のInGaAsを多孔質層の効果により
形成し、活性層に温度依存性の小さなInGaAsBi
を使用した例である。
(Embodiment 6) In this embodiment, high quality InGaAs that does not lattice match with InP is formed by the effect of the porous layer, and the active layer has a small temperature dependency, InGaAsBi.
This is an example using.

【0068】図10をもって説明する。This will be described with reference to FIG.

【0069】図10中、51はInP基板上にInPの
多孔質層とInP薄膜5nmを含む半導体層にn−In
0.39Ga0.61Asを含む構成である。その上に、52に
示すクラッド層であるn−In0.35Al0.65Asを形成
している。格子定数は0.58nmに整合している。こ
の上に53に示す光閉じ込め層n−In0.71Ga0.29
を形成する。活性領域は、活性層である54とバリア層
である55により構成されている。活性層は無歪のun
doped InGaAsBi2層でなっている。55
はバリア層で1層で形成している。このバリア層は、5
3に示した光閉じ込め層と構成は同じでドーピングはし
ていない。この上に56に示す上部光閉じ込め層である
p−In0.71Ga0.29Pを形成した後に、57に示す上
部クラッド層であるp−In0.35Al0.65Asを形成す
る。最後に58に示すp−In0. 39Ga0.61Asを形成
した構成となっている。
In FIG. 10, reference numeral 51 denotes n-In on the InP porous layer and the semiconductor layer including the InP thin film 5 nm on the InP substrate.
The structure includes 0.39 Ga 0.61 As. An n-In 0.35 Al 0.65 As which is a cladding layer shown by 52 is formed thereon. The lattice constant is matched to 0.58 nm. An optical confinement layer n-In 0.71 Ga 0.29 P shown on 53
To form The active region includes an active layer 54 and a barrier layer 55. The active layer is unstrained un
It consists of two doped InGaAsBi layers. 55
Is a single barrier layer. This barrier layer is 5
The configuration is the same as that of the optical confinement layer shown in FIG. 3 and is not doped. After forming p-In 0.71 Ga 0.29 P as an upper optical confinement layer shown at 56 thereon, p-In 0.35 Al 0.65 As as an upper cladding layer shown at 57 is formed. Finally it has a configuration in which the formation of the p-In 0. 39 Ga 0.61 As shown in 58.

【0070】この構成においてもバリア層InGaAs
PとInGaAsBi井戸のエネルギー差は大きくとれ
た。InGaAsBiもバンドギャップの温度依存が小
さい為、活性層にInGaAsBiを用いる事により、
利得の温度依存性が小さくなる。
Also in this configuration, the barrier layer InGaAs
The energy difference between P and InGaAsBi well was large. Since InGaAsBi also has a small temperature dependence of the bandgap, by using InGaAsBi for the active layer,
The temperature dependence of the gain is reduced.

【0071】以上説明した様に、多孔質InPを用いる
事により、欠陥のないInGaAsバッファを作製する
ことが出来、InAlAsをクラッド、InGaAsP
をバリアとし、InGaAsBiを活性層に使用するこ
とが出来、これまでになく、閉じ込めが良く、かつ利得
の温度依存性の良い半導体レーザ構成を得ることが可能
となった。
As described above, by using porous InP, a defect-free InGaAs buffer can be manufactured. InAlAs is clad, and InGaAsP is formed.
Can be used as a barrier, and InGaAsBi can be used for the active layer, and it has become possible to obtain a semiconductor laser configuration with better confinement and better temperature dependence of gain than ever before.

【0072】(実施例7)本実施例は、InPとは格子
整合しない良質のInGaPを作製する事により、In
AlAsクラッド層を多孔質層を使用し、活性層にIn
GaPを使用する事により、短波長化を可能にした例で
ある。
(Embodiment 7) In this embodiment, a high-quality InGaP which does not lattice match with InP is manufactured.
A porous layer is used for the AlAs cladding layer, and the active layer is made of In
This is an example in which the wavelength can be shortened by using GaP.

【0073】図11をもって説明する。図11、61は
InP基板上にInPの多孔質層とInP薄膜30nm
を含む半導体層にn−In0.71Ga0.29Pを積層した構
成である。その上に、62に示すクラッド層であるn−
In0.35Al0.65Asを形成している。格子定数は0.
578nmである。この上に63に示す光閉じ込め層n
−In0.39Al0.23Ga0.38Asを形成する。活性領域
は、活性層である64とバリア層である65により構成
されている。 UndopedIn0.71Ga0. 29Pでな
っている。65はバリア層で2層で形成している。この
バリア層は、63に示した光閉じ込め層と構成は同じで
ドーピングはしていない。この上に66に示す上部光閉
じ込め層であるn−InAlGaAsを形成した後に、
67に示す上部クラッド層であるp−In0.35Al0.65
sを形成する。最後に68に示すp−In0.38Ga0.62
Asを形成した構成となっている。
This will be described with reference to FIG. 11 and 61 show an InP porous layer and an InP thin film of 30 nm on an InP substrate.
In this configuration, n-In 0.71 Ga 0.29 P is stacked on a semiconductor layer containing. On top of this, the cladding layer n-
In 0.35 Al 0.65 As is formed. The lattice constant is 0.
578 nm. On top of this, the light confinement layer n shown at 63
-In 0.39 Al 0.23 Ga 0.38 As is formed. The active region includes an active layer 64 and a barrier layer 65. It has become in UndopedIn 0.71 Ga 0. 29 P. Numeral 65 is a barrier layer formed of two layers. This barrier layer has the same configuration as the optical confinement layer shown in 63 and is not doped. After forming n-InAlGaAs which is an upper optical confinement layer shown by 66 on this,
P-In 0.35Al0.65 A which is the upper cladding layer shown in FIG.
forming s. Finally, p-In 0.38 Ga 0.62 shown in 68
As is formed.

【0074】以上説明した様に、多孔質層を用いた作製
法を導入する事により、クラッド層に基板とは整合しな
し良質のInAlAsを用いることが可能となり、かつ
バリア層にInAlGaAs使用することにより、バリ
ア層と活性層のエネルギー差△Ecを0.4eVの大き
さに保ちながら短波長化が図れる事を示した。
As described above, by introducing a manufacturing method using a porous layer, it is possible to use high quality InAlAs without matching with the substrate for the cladding layer and to use InAlGaAs for the barrier layer. It has been shown that the wavelength can be shortened while maintaining the energy difference ΔEc between the barrier layer and the active layer at 0.4 eV.

【0075】本例は、長波長レーザの高温動作を目指し
て、InAlAs使用する為に格子整合する元を目指し
たが。本来基板と異なる格子定数を持った膜を成長する
ことは、デバイス作製の自由度を上げ、これまでに不可
能であった新機能デバイスを実現する可能性を秘めてい
る。よって、本発明をこれを制限するものではなく、本
発明の骨子は、基板と格子定数が異なっていても、良質
の膜が得られる作製手順にある。よって、基板もIn
P、GaAs、GaPに限定されるものではない。
In the present embodiment, the source of lattice matching for using InAlAs was aimed at high-temperature operation of a long-wavelength laser. Growing a film having a lattice constant different from that of a substrate increases the degree of freedom in device fabrication and has the potential to realize a new functional device that has been impossible until now. Therefore, the present invention is not limited thereto, and the gist of the present invention lies in a manufacturing procedure in which a high-quality film can be obtained even if the substrate has a different lattice constant. Therefore, the substrate is also In
It is not limited to P, GaAs, and GaP.

【0076】また、基板上に形成する膜としては一般的
な半導体膜が使用可能で、InP、GaAs、Si、I
nAlAs、GaInAlAs、InGaAsP、In
GaP、AlInAsP、AlGaInAsP、InG
aAsよ、GaAsSb、InGaAsN、InGaA
sBi、TlInGaP加え、ZnSe、ZnS、Ga
N、AlNなどが使用可能である。
As the film formed on the substrate, a general semiconductor film can be used, and InP, GaAs, Si, I
nAlAs, GaInAlAs, InGaAsP, In
GaP, AlInAsP, AlGaInAsP, InG
aAs, GaAsSb, InGaAsN, InGaAs
sBi, TlInGaP, ZnSe, ZnS, Ga
N, AlN, etc. can be used.

【0077】[0077]

【発明の効果】本発明の第一の形態としては、基板に多
孔質GaAsを使用することにより、GaAsとは異な
る格子整合を有する膜の欠陥密度を下げる事が出来た。
本発明の第二の形態としては、InPの多孔質層を利用
しInPとは格子整合しない良質のInGaAsを得、
クラッド層にバンドギャップの大きなInAlAsを用
いる事により、温度特性のよい半導体レーザが実現でき
た。
According to the first aspect of the present invention, by using porous GaAs for the substrate, the defect density of a film having a lattice matching different from that of GaAs can be reduced.
As a second embodiment of the present invention, a high-quality InGaAs that does not lattice-match with InP is obtained using a porous layer of InP,
By using InAlAs having a large band gap for the cladding layer, a semiconductor laser having good temperature characteristics was realized.

【0078】本発明の第三の形態としては、多孔質Ga
Asを用いてGaAsとは格子整合しないInGaPバ
ッファを得、クラッド層にバンドギャップの大きなIn
AlAsを用いる事により温度特性のよい半導体レーザ
が実現できた。本発明の第四の形態としては、多孔質I
nPを用いてInPとは格子整合しないAlInPバッ
ファを得、クラッド層にバンドギャップの大きなInA
lAsを用いる事により温度特性のよい半導体レーザが
実現できた。
As a third embodiment of the present invention, porous Ga
An InGaP buffer that does not lattice match with GaAs is obtained using As, and an In band with a large band gap is formed in the cladding layer.
By using AlAs, a semiconductor laser having good temperature characteristics was realized. As a fourth embodiment of the present invention, a porous I
An AlInP buffer that does not lattice match with InP is obtained using nP, and a large band gap InA is formed in the cladding layer.
By using lAs, a semiconductor laser having good temperature characteristics was realized.

【0079】本発明の第五の形態としては、多孔質In
Pを用いてInPとは格子整合しないGaAsSbを
得、クラッド層にバンドギャップの大きなInAlAs
を用いる事により温度特性のよい半導体レーザが実現で
きた。本発明の第六の形態としては、多孔質InPを用
いてInPとは格子整合しないInGaAsを得、クラ
ッド層にバンドギャップの大きなInAlAsを用いる
事により温度特性のよい半導体レーザが実現できた。本
発明の第七の形態としては、多孔質InPを用いてIn
Pとは格子整合しないInGaAsを得、クラット層に
バンドギャップの大きなInAlAsを用いる事、およ
び活性層にInGaPを得ることにより波長の短い温度
特性のよい半導体レーザが実現できた。
As a fifth embodiment of the present invention, a porous In
GaAsSb that does not lattice match with InP is obtained using P, and InAlAs having a large band gap is formed in the cladding layer.
A semiconductor laser having a good temperature characteristic can be realized by using. According to the sixth embodiment of the present invention, a semiconductor laser having good temperature characteristics can be realized by using porous InP to obtain InGaAs that does not lattice match with InP and using InAlAs having a large band gap for the cladding layer. According to a seventh embodiment of the present invention, a porous InP is used
A semiconductor laser with a short wavelength and good temperature characteristics was realized by obtaining InGaAs that does not lattice match with P, using InAlAs having a large band gap for the clat layer, and obtaining InGaP for the active layer.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の多孔質基板を用いた半導体デバイスお
よび半導体デバイス作製方法の実施形態に適用される代
表的なIII−V族半導体と室温におけるバンドキャッ
プの関係を示したグラフである。
FIG. 1 is a graph showing a relationship between a typical III-V semiconductor applied to an embodiment of a semiconductor device and a semiconductor device manufacturing method using a porous substrate of the present invention and a band cap at room temperature.

【図2】第1実施例及び第2実施例に係り、多孔質層を
用いて基板とは格子整合のしない膜を形成する工程
(a)(b)(c)示した図である。
FIG. 2 is a view showing steps (a), (b), and (c) of forming a film having no lattice matching with a substrate using a porous layer according to the first embodiment and the second embodiment.

【図3】第2の実施例を示す及びバンド構成図である。FIG. 3 shows a second embodiment and is a band configuration diagram.

【図4】第2の実施例の接合・分離工程を示す図であ
る。
FIG. 4 is a view showing a joining / separating step of a second embodiment.

【図5】第3の実施例の工程(a)(b)(c)を示す
図である。
FIG. 5 is a view showing steps (a), (b), and (c) of a third embodiment.

【図6】第3の実施例を示すレーザー構造図及びバンド
構成図である。
FIG. 6 shows a laser structure diagram and a band configuration diagram showing a third embodiment.

【図7】第3の実施例の接合・分離工程を示す図であ
る。
FIG. 7 is a view showing a joining / separating step of a third embodiment.

【図8】第4の実施例を示す構造図である。FIG. 8 is a structural diagram showing a fourth embodiment.

【図9】第5の実施例を示す構造図である。FIG. 9 is a structural diagram showing a fifth embodiment.

【図10】第6の実施例を示す構造図である。FIG. 10 is a structural diagram showing a sixth embodiment.

【図11】第7の実施例を示す構造図である。FIG. 11 is a structural diagram showing a seventh embodiment.

【図12】従来例の半導体レーザの構成例を説明するた
めの図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional semiconductor laser.

【図13】従来のエネルギー差△Ecと温度特性係数T
oの関係を示す図である。
FIG. 13 shows a conventional energy difference ΔEc and a temperature characteristic coefficient T.
It is a figure showing relation of o.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 活性層 2 バリア層 3 クラッド層 12、22 クラッド層 18 符活性領域 14、24 活性層 15、25 バリア層 16、26 上部光閉じ込め層 17 上部クラッド層 101、201 GaAs(InP)基板 102、202 多孔質層 103、203 表面部の層(単結晶薄膜層) 104、204 化合物半導体層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Active layer 2 Barrier layer 3 Cladding layer 12, 22 Cladding layer 18 Code active region 14, 24 Active layer 15, 25 Barrier layer 16, 26 Upper light confinement layer 17 Upper cladding layer 101, 201 GaAs (InP) substrate 102, 202 Porous layer 103, 203 Surface layer (single crystal thin film layer) 104, 204 Compound semiconductor layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江崎 琢 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 Fターム(参考) 5F073 CA06 CA07 CA13 CA15 CA17 CB02 DA05 DA06 DA28 EA29 5F102 GJ04 GJ05 GJ06 GL00 HC01 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Taku Ezaki 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo F-term (reference) in Canon Inc. 5F073 CA06 CA07 CA13 CA15 CA17 CB02 DA05 DA06 DA28 EA29 5F102 GJ04 GJ05 GJ06 GL00 HC01

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板に多孔質層を形成する工程と、 該多孔質層上に該基板と同じ元素を有する単結晶薄膜を
形成する工程と、 該単結晶薄膜上に該単結晶薄膜と格子定数の異なる半導
体膜を、該単結晶薄膜より厚く形成する工程と、 該基板と他の半導体基板を該半導体膜が内側に位置する
ように接合する工程と、 接合後、該多孔質層を除去する工程とを有することを特
徴とする半導体デバイスの作製方法。
A step of forming a porous layer on a substrate; a step of forming a single-crystal thin film having the same element as the substrate on the porous layer; Forming a semiconductor film having a constant different from that of the single crystal thin film; bonding the substrate and another semiconductor substrate such that the semiconductor film is located inside; removing the porous layer after bonding; A method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項2】 基板に多孔質層を形成する工程、該多孔
質層上に該基板と同じ元素を有する単結晶薄膜を形成す
る工程、該単結晶薄膜上に該単結晶薄膜と格子定数の異
なる半導体膜を形成する工程、該基板と他の半導体基板
を該半導体膜が内側に位置するように接合する工程、接
合後、該多孔質層を除去する工程,及び該単結晶薄膜を
除去する工程を有することを特徴とする半導体デバイス
の作製方法。
2. A step of forming a porous layer on a substrate, a step of forming a single crystal thin film having the same element as that of the substrate on the porous layer, Forming a different semiconductor film, bonding the substrate to another semiconductor substrate such that the semiconductor film is located inside, removing the porous layer after bonding, and removing the single crystal thin film A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of:
【請求項3】 該薄膜上に形成する該半導体膜が、In
GaAs、InAlP、InAlAs、InGaP、G
aAsSb等の三元化合物半導体、InGaAlAs、
InGaAsP、AlInAsP、AlGaInP、I
nGAsN、TlInGaP等の四元化合物半導体、I
nGaAsBi、InGaAlAsP等の五元以上の化
合物半導体である請求項1記載の半導体デバイスの作製
法。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein said semiconductor film formed on said thin film is In.
GaAs, InAlP, InAlAs, InGaP, G
ternary compound semiconductors such as aAsSb, InGaAlAs,
InGaAsP, AlInAsP, AlGaInP, I
quaternary compound semiconductors such as nGAsN and TlInGaP;
2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a compound semiconductor of five or more elements such as nGaAsBi or InGaAlAsP.
【請求項4】 該基板がGaAs、GaPまたはInP
であることを特徴とする請求項1ないし3記載の半導体
半導体デバイスの作製法。
4. The method according to claim 1, wherein the substrate is GaAs, GaP or InP.
4. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein:
【請求項5】 該半導体膜上に形成する半導体膜中にA
lInAsを含むことを特徴とする請求項1ないし4の
いずれか1項記載の半導体デバイスの作製法。
5. A semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor film formed on the semiconductor film includes A
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device comprises lInAs.
【請求項6】 該半導体膜上に形成する半導体薄膜の最
も厚い膜の格子定数が0.58nm±0.005nmで
あることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項
記載の半導体デバイスの作製法。
6. The semiconductor device according to claim 1, wherein a lattice constant of a thickest semiconductor thin film formed on the semiconductor film is 0.58 nm ± 0.005 nm. Method of manufacturing.
【請求項7】 活性層に、InGaAs、InGaP、
InGaAsP InGaAlAs、GaAsSb、I
nGaN、TlInGaPを有することを特徴とする請
求項4ないし6のいずれか1項記載の半導体デバイスの
作製法。
7. An active layer comprising InGaAs, InGaP,
InGaAsP InGaAlAs, GaAsSb, I
The method of manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 4 to 6, comprising nGaN and TlInGaP.
【請求項8】 半導体デバイスは半導体レーザであるこ
とを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項記載の
多孔質基板を用いた半導体デバイスの作製法。
8. The method for manufacturing a semiconductor device using a porous substrate according to claim 1, wherein the semiconductor device is a semiconductor laser.
【請求項9】 半導体デバイスは電界効果トランジスタ
ーであることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか
1項記載の多孔質基板を用いた半導体デバイスの作製
法。
9. The method for manufacturing a semiconductor device using a porous substrate according to claim 1, wherein the semiconductor device is a field effect transistor.
【請求項10】 請求項1ないし9のいずれか1項記載
の多孔質基板を用いた半導体デバイスの作製法により作
製したことを特徴とする半導体デバイス。
10. A semiconductor device manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device using the porous substrate according to claim 1. Description:
【請求項11】 該多孔質層の上部を埋めることを特徴
とする請求項1に記載の半導体デバイスの作製方法。
11. The method according to claim 1, wherein an upper portion of the porous layer is buried.
【請求項12】 該半導体上に形成する膜の一部に該半
導体と組成が異なっている膜を含む半導体デバイスを形
成する工程を有することを特徴とする請求項1に記載の
半導体デバイスの作製方法
12. The fabrication of a semiconductor device according to claim 1, further comprising the step of forming a semiconductor device including a film having a composition different from that of the semiconductor in a part of a film formed on the semiconductor. Method
【請求項13】 接合後、該基板及び該多孔質層を除去
する工程を有することを特徴とする請求項1に記載の半
導体デバイスの作製方法
13. The method according to claim 1, further comprising a step of removing the substrate and the porous layer after the bonding.
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