JP2005209950A - 集積型半導体発光素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の集積型半導体発光素子LDAは、半導体基板SUB1上に積層された第1レーザ発振部LD1と、薄膜層の状態で積層形成された凸状の第2レーザ発振部LD2とを有し、第1レーザ発振部LD1に隣接して半導体基板SUB1上に形成されている溝R内に第2レーザ発振部LD2が嵌め合わされ、少なくとも第1レーザ発振部LD1と第2レーザ発振部LD2と溝Rが、金属の接着層CNTを介して接着されている。第1レーザ発振部LD1の発光点Aと第2レーザ発振部LD2の発光点Bが、第1、第2レーザ発振部LD1,LD2の積層方向に対して直交する略同一の水平方向において離間配置されている。
【選択図】 図1
Description
図1において、この集積型半導体発光素子LDAは、第1レーザ発振部LD1と、台部MESと、第1レーザ発振部LD1と台部MESとの間に形成された溝Rと、台部MESに隣接する段部CLと、第2レーザ発振部LD2とを有し、第1レーザ発振部LD1と溝Rと台部MES及び段部CL上に形成された金属から成る接着層CNTを介して、第2レーザ発振部LD2と溝Rとが嵌め合わされた構造を有している。
次に、第2の実施形態に係る集積型半導体発光素子を図2を参照して説明する。なお、図2において図1と同一又は相当する部分を同一符号で示している。
まず、n−GaAsから成る半導体基板SUB1上に、MOCVD法を用いてAlInGaP系半導体からなる多層の薄膜層を形成した後、フォトリソグラフィーを用いてウエハ表面にリッジストライプ形状を形成する。その後、再びMOCVD法を用いて前記リッジストライプをAlInGaP系半導体からなる薄膜層によって埋め込むことで、図4(a)に示したようなAlInGaP系半導体レーザウェハが作製される。
まず、図5(a)に示すように、サファイア基板又はAlN基板から成る支持基板SUB2上に、MOCVD法によって、GaN系半導体から成る多層の薄膜層を形成する。
すなわち、まず図4(a)に示したのと同様に、n型GaAs半導体基板SUB1上に、MOCVD法とフォトリソグラフィーによってAlInGaP系半導体から成る多層の薄膜層構造を形成した後、図4(b)に示したのと同様に、フォトリソグラフィーを用いて薄膜層の所定領域をn型GaAs半導体基板SUB1に達する深さまでエッチングすることによって、複数の第1レーザ発振部LD2を個別に嵌挿させるための複数の溝Rを形成すると共に、第1レーザ発振部LD1と平坦部STとを同じ薄膜層の部分に形成する。
LD1…第1レーザ発振部
LD2…第2レーザ発振部
SUB1…半導体基板
SUB2…支持基板
CNT…接着層
M1…p型オーミック電極層
2g…p型クラッド層
2h…p型コンタクト層
R…溝
Z1…絶縁層
台部…MES
平坦部…ST
Claims (16)
- 波長の異なる複数のレーザ光を出射する集積型半導体発光素子であって、
半導体基板上に積層された第1レーザ発振部と、薄膜層の状態で積層形成された凸状の第2レーザ発振部とを備え、
前記第2レーザ発振部が前記第1レーザ発振部に隣接して前記半導体基板上に形成された溝に嵌め合わされ、少なくとも前記第1レーザ発振部と第2レーザ発振部と溝が接着層を介して接着されていることを特徴とする集積型半導体発光素子。 - 前記第1レーザ発振部の発光点と前記第2レーザ発振部の発光点が、前記第1,第2のレーザ発振部の積層方向に対して直交する略同一の水平方向において離間配置されていることを特徴とする請求項1に記載の集積型半導体発光素子。
- 前記第1,第2のレーザ発振部の積層方向に対して直交する方向において、
前記少なくとも第1レーザ発振部と第2レーザ発振部と溝との接着範囲に比して、前記半導体基板の占有面積が大きく、当該接着範囲と占有面積の大きさの違いによって前記接着層が前記半導体基板上に延在していることを特徴とする請求項1又は2に記載の集積型半導体発光素子。 - 少なくとも前記第1のレーザ発振部の凹状の溝内部表面上に形成された電気的に絶縁性の膜と、前記電気的絶縁性の膜を覆って形成された電極金属層を有することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の集積型半導体発光素子。
- 前記第1のレーザ発振部と第2のレーザ発振部を接着する接着層は、前記第1,第2のレーザ発振部の積層方向に対して直交する平面において、前記第2のレーザ発振部と同一の面積を持ち、且つ導電性の物質から成ることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の集積型半導体発光素子。
- 前記第1のレーザ発振部の表面に、前記第2のレーザ発振部が接着された部分以外に半導体多層膜から半導体基板に向けて段部が形成されており、且つ該段部の表面は電気的に絶縁性の膜で覆われ、該絶縁性の膜を覆って前記第2のレーザ発振部の接着部から連続する前記電極金属が形成されていることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の集積型半導体発光素子。
- 前記第1レーザ発振部は、V族元素として砒素(As)、リン(P)、アンチモン(Sb)の何れかを含むIII-V族化合物半導体、又はII-V族化合物半導体を有し、
前記第2レーザ発振部は、V族元素が窒素(N)からなる窒化物系III-V族化合物半導体を有することを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の集積型半導体発光素子。 - 前記第2レーザ発振部は、リッジ導波路を有することを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の集積型半導体発光素子。
- 波長の異なる複数のレーザ光を出射する集積型半導体発光素子の製造方法であって、
半導体基板上に第1レーザ発振部と凹状の溝を有し、少なくとも前記第1レーザ発振部と溝上に金属から成る接着層を有する第1レーザウェハを作製する工程と、
支持基板上に凸状の第2レーザ発振部を有する第2レーザウェハを作製する工程と、
前記溝に前記第2レーザ発振部を嵌め込んで、前記接着層を介して前記第1,第2レーザウェハを接着する工程と、
前記第2レーザ発振部から前記支持基板を剥離する工程と、
を備えることを特徴とする集積型半導体発光素子の製造方法。 - 前記第1,第2レーザウェハを接着する工程において、前記第1レーザ発振部の発光点と前記第2レーザ発振部との各発光点を、前記第1,第2のレーザ発振部の積層方向に対して直交する略同一の水平方向に合わせて、前記第1,第2レーザウェハを接着層により接着することを特徴とする請求項9に記載の集積型半導体発光素子の製造方法。
- 前記第1レーザウェハを作製する工程において、前記第1レーザ発振部と溝の他、前記溝を介して前記第1レーザ発振部とは反対側に、前記第1レーザ発振部と略同じ高さの台部を形成し、少なくとも前記第1レーザ発振部と溝と台部上に前記接着層を形成することを特徴とする請求項9又は10に記載の集積型半導体発光素子の製造方法。
- 前記第1レーザウェハを作製する工程において、前記第1レーザ発振部と溝の他、前記溝を介して前記第1レーザ発振部とは反対側に、前記第1レーザ発振部と略同じ高さの壇部を形成し、少なくとも前記第1レーザ発振部と溝と段部の一部に前記接着層を形成することを特徴とする請求項9又は10に記載の集積型半導体発光素子の製造方法。
- 前記第2レーザ発振部から前記支持基板を剥離する工程において、前記支持基板の裏面側から所定の光を照射することによって、前記支持基板に隣接する前記第2レーザ発振部の界面部分を分解して、前記第2レーザ発振部から前記支持基板を剥離することを特徴とする請求項9〜12の何れか1項に記載の集積型半導体発光素子の製造方法。
- 前記光は、約266nmの波長の光であることを特徴とする請求項13に記載の集積型半導体発光素子の製造方法。
- 前記第1レーザ発振部は、V族元素として砒素(As)、リン(P)、アンチモン(Sb)の何れかを含むIII-V族化合物半導体、又はII-V族化合物半導体を有し、
前記第2レーザ発振部は、V族元素が窒素(N)からなる窒化物系III-V族化合物半導体を有することを特徴とする請求項9〜14の何れか1項に記載の集積型半導体発光素子。 - 前記支持基板は、サファイア基板又はAlN基板であることを特徴とする請求項9〜15の何れか1項に記載の集積型半導体発光素子。
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