JP2006245132A - 半導体光素子および半導体光素子を作製する方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】劈開によらずミラー端面を形成可能な構造を有する半導体光素子を提供する。
【解決手段】活性領域17は、第1導電型III−V化合物半導体領域13と第2導電型III−V化合物半導体領域15との間に設けられている。InP半導体領域19は、活性領域17の端面17aを覆う。活性領域17は、所定の軸Axに沿って伸びている。第1導電型III−V化合物半導体領域13は第1導電型のInP基板21を含む。InP基板21は、所定の軸Axに交差する平面に沿って伸びる第1の端面21aおよび第2の端面21bを有する。活性領域17は、InP基板21上に設けられている。InP半導体領域19の表面19aの位置P0は、所定の軸Axの方向に関して、InP基板21の第1の端面21aの位置P1とInP基板21の第2の端面21bの位置P2との間に位置している。
【選択図】図1
【解決手段】活性領域17は、第1導電型III−V化合物半導体領域13と第2導電型III−V化合物半導体領域15との間に設けられている。InP半導体領域19は、活性領域17の端面17aを覆う。活性領域17は、所定の軸Axに沿って伸びている。第1導電型III−V化合物半導体領域13は第1導電型のInP基板21を含む。InP基板21は、所定の軸Axに交差する平面に沿って伸びる第1の端面21aおよび第2の端面21bを有する。活性領域17は、InP基板21上に設けられている。InP半導体領域19の表面19aの位置P0は、所定の軸Axの方向に関して、InP基板21の第1の端面21aの位置P1とInP基板21の第2の端面21bの位置P2との間に位置している。
【選択図】図1
Description
本発明は、半導体光素子および半導体光素子を作製する方法に関する。
特許文献1では、III-V族化合物半導体の主面に対し、できるだけ垂直な端面を切り出すための方法が記載されている。この方法では、エッチングマスク層をIII-V族化合物半導体上に形成する。エッチングマスク層は、III−V族化合物半導体の主面に対し垂直な端面を持つことを要する構造体の平面形状に整合する形状を有し、垂直な端面を形成すべき位置に沿って[0−1−1]方向に直交する縁を有する。このエッチングマスク層を用いて、塩化アルキルガスをエッチングガスとして気相エッチングを行っている。
特許文献2には、半導体レーザが記載されている。この半導体レーザの作製では、{111}面に垂直な面方位を有する(1−10)p−InP基板上に、<−1−11>方向に沿って導波路ストライプを形成し、エッチングにより導波路両端に{111}面の端面ミラーを形成する。これにより、劈開によらず、エッチングにより垂直・平滑な端面ミラーを得て、発振閾値が小さく集積化が容易な半導体レーザを得ている。
特許文献3では、高出力においてもCOD破壊が生じることなく、かつキンクレベルが高い半導体発光装置が記載されている。活性層は、光ガイド層上であって端面近傍を除く部分に形成されている。第2導電型第1クラッド層は、活性層上に形成されている。電流ブロック層は、第2導電型第1クラッド層上に形成された開口部を有する。開口部は両端面にまでは達しない。第2導電型第2クラッド層は、開口部上の少なくとも一部に形成されている。
特許文献4には、半導体レーザの製造方法が記載されている。この半導体レーザの作製では、基板上に活性層を含む積層構造の成長表面を気相成長装置のサセプタまたはレーザバー固定用治具と密着させて、活性層より禁制帯幅の大きな半導体層を窓層として成長する。気相成長装置から取り出し後に、積層構造の成長表面の反対側の表面と共板器端面との角部に発生する異常成長部を除去している。つまり、レーザバーを作製した後に、レーザバーの端面に窓層を形成して、そして異常成長部を除去している。
特開平10−242582号公報
特開平5−90694号公報
特開2001−24276号公報
特開平4−216688号公報
特許文献1に記載された半導体レーザでは、活性層の端面が露出してしまう。特許文献2に記載された半導体レーザでは(100)面を有する基板を使えないので、良好な活性層構造を成長することが困難である。また、直交する(011)面で劈開が出来ないので、扱いやすい直方体のレーザチップを切り出すことが困難である。特許文献3に記載された半導体発光装置では、依然として端面は劈開で作製される。特許文献4に記載された方法では、成長済みウエハからレーザバーを形成した後に、レーザバーの端面に窓層を再成長しているので、作製が煩雑である。
求められていることは、半導体レーザといった半導体光素子にミラー端面を平易な方法で形成することである。
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、劈開によらずミラー端面を形成可能な構造を有する半導体光素子を提供することを目的とし、またその半導体光素子を作製する方法を提供することを目的とする。
本発明の一側面は半導体光素子を作製する方法である。この方法は、(a)InP半導体領域上に設けられた活性層の端面が現れる側面を有する溝を前記活性層を含むIII−V化合物半導体領域に、前記InP半導体領域に到達する深さまで前記III−V化合物半導体領域をエッチングして形成する工程と、(b)前記InP半導体領域内の構成原子のマストランスポートを引き起こして、前記活性層の前記端面上にInPを形成する工程とを備える。
この方法では、III−V化合物半導体領域に形成された溝の側面にInPを形成しているので、該側面に現れた活性領域の端面上にはInP結晶が成長する。このInP結晶の側面はミラー面を形成している。
本発明に係る半導体光素子は、前記活性層の前記端面上にInPを形成した後に、原料ガスを供給して、前記活性層の前記端面上にInPを成長する工程を更に備えることができる。この方法によれば、マストランスポートにより得られるInPの厚さより大きなInP層が得られる。
本発明に係る方法では、前記III−V化合物半導体領域は、InPウエハの(100)面上に形成されており、前記溝は、[011]方向および[01−1]方向の少なくともいずれか一方向に伸びており、前記活性層の前記端面上の前記InPの表面は(01−1)面または(011)面を有することが好ましい。この方法によれば、半導体光素子のチップを形成するに先立って、劈開によること無く作製されたミラー面を作製できる。
本発明に係る方法は、前記溝に沿って前記InPウエハを劈開により切断する工程を更に備えることができる。この方法によれば、半導体光素子のチップを劈開でも作製可能であると共に、劈開によること無く作製されたミラー面を得ることができる。
本発明に係る方法では、前記活性層の前記端面は、前記InPウエハの(100)面に対して60度以上80度度以下の角度を成していることが好ましい。この方法によれば、マストランスポートによりInPを成長したときに、該InPの表面に(011)面または(01−1)面が現れやすい。
本発明の別の側面に係る半導体光素子は、(a)第1導電型III−V化合物半導体領域と、(b)第2導電型III−V化合物半導体領域と、(c)前記第1導電型III−V化合物半導体領域と前記第2導電型III−V化合物半導体領域との間に設けられた活性領域と、(d)前記活性領域の端面を覆うInP半導体領域と
を備え、前記第1導電型III−V化合物半導体領域は、第1および第2の端部を有するInP基板を含み、前記活性領域は、前記第1の端部から前記第2の端部への方向に向いた所定の軸に沿って伸びており、前記InP半導体領域は、前記所定の軸の方向に関して、前記InP基板の前記第1の端部の位置と前記InP基板の前記第2の端部の位置との間に位置する側面を有している。
を備え、前記第1導電型III−V化合物半導体領域は、第1および第2の端部を有するInP基板を含み、前記活性領域は、前記第1の端部から前記第2の端部への方向に向いた所定の軸に沿って伸びており、前記InP半導体領域は、前記所定の軸の方向に関して、前記InP基板の前記第1の端部の位置と前記InP基板の前記第2の端部の位置との間に位置する側面を有している。
この半導体光素子によれば、InP半導体領域の側面は、InP基板の第1の端部の位置と第2の端部の位置との間に位置しているので、劈開により形成されないミラー面である。
また、本発明に係る半導体光素子では、前記InP半導体領域の前記側面は(011)面または(01−1)面を有しており、前記活性領域の端面は(011)面または(01−1)面に傾斜する面に沿っている。傾斜した活性領域の端面にInPを成長すると、(011)面または(01−1)面を有するミラー面が提供される。
本発明に係る半導体光素子では、前記活性領域は、アルミニウム元素を含むIII−V化合物半導体層を有することが好ましい。この半導体光素子では、活性領域がInPで覆われているので、アルミニウム元素を含むIII−V化合物半導体層が露出しない。
本発明に係る半導体光素子では、前記第1導電型クラッド領域上に設けられた第1導電型コンタクト層を更に備え、前記第1導電型コンタクト層は、前記InP半導体領域と隔置されていることが好ましい。この半導体光素子によれば、第1導電型コンタクト層が、クラッドに繋がるInP半導体領域に接触しない。
本発明に係る半導体光素子では、前記InP半導体領域は、プロトン注入された領域を含むことが好ましい。この半導体光素子によれば、クラッドに繋がるInP半導体領域が、プロトン注入により高抵抗になる。
本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。
以上説明したように、本発明によれば、劈開によらずミラー端面を形成可能な構造を有する半導体光素子が提供される。また、本発明に係る半導体光素子を作製する方法よれば、半導体光素子のミラー端面を劈開によらず形成する方法が提供される。
本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。添付図面を参照しながら、本発明の半導体光素子および半導体光素子を作製する方法に係る実施の形態を説明する。引き続く説明では、半導体光素子の一例として、半導体レーザを説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態に係る半導体レーザを示す図面である。半導体レーザ11は、第1導電型(例えばn型)のIII−V化合物半導体領域13と、第2導電型の(例えばp型)III−V化合物半導体領域15と、活性領域17と、InP半導体領域19とを備える。活性領域17は、第1導電型III−V化合物半導体領域13と第2導電型III−V化合物半導体領域15との間に設けられている。InP半導体領域19は、活性領域17の端面17aを覆う。活性領域17は、所定の軸Axに沿って伸びている。第1導電型III−V化合物半導体領域13は第1導電型のInP基板21を含む。InP基板21は、所定の軸Axに交差する平面に沿って伸びる第1の端面21aおよび第2の端面21bを有する。活性領域17は、InP基板21上に設けられている。InP半導体領域19の表面19aの位置P0は、所定の軸Axの方向に関して、InP基板21の第1の端面21aの位置P1とInP基板21の第2の端面21bの位置P2との間に位置している。
図1は、第1の実施の形態に係る半導体レーザを示す図面である。半導体レーザ11は、第1導電型(例えばn型)のIII−V化合物半導体領域13と、第2導電型の(例えばp型)III−V化合物半導体領域15と、活性領域17と、InP半導体領域19とを備える。活性領域17は、第1導電型III−V化合物半導体領域13と第2導電型III−V化合物半導体領域15との間に設けられている。InP半導体領域19は、活性領域17の端面17aを覆う。活性領域17は、所定の軸Axに沿って伸びている。第1導電型III−V化合物半導体領域13は第1導電型のInP基板21を含む。InP基板21は、所定の軸Axに交差する平面に沿って伸びる第1の端面21aおよび第2の端面21bを有する。活性領域17は、InP基板21上に設けられている。InP半導体領域19の表面19aの位置P0は、所定の軸Axの方向に関して、InP基板21の第1の端面21aの位置P1とInP基板21の第2の端面21bの位置P2との間に位置している。
この半導体レーザ11によれば、InP半導体領域19の表面19aは、InP基板21の第1の端面21aの位置と第2の端面21bの位置との間に位置しているので、劈開により形成されないミラー面となる。InP半導体領域19は、製造中に露出されたInP領域(例えばInPウエハ等)からのマストランスポートにより形成される。これ故に、InP半導体領域19は、活性領域17の端面17a(より好ましくは、III−V化合物半導体領域13の端面13aの一部、III−V化合物半導体領域15の端面15a一部または全部)を覆う。InP半導体領域19の表面19aは、エッチング等による加工により形成されるものではなく、マストランスポートによる結晶成長により形成される。
半導体レーザ11は、例えば、図1に示されるように、埋め込み構造を有している。活性領域19は、メサ部23において、第1導電型クラッド層25と第2導電型クラッド層27との間に設けられている。メサ部23は、InP基板21上に設けられたブロック領域29により埋め込まれている。メサ部23およびブロック領域29上には、別の第2導電型クラッド層31が設けられている。ブロック領域29は、例えば、InP基板21上に設けられた第2導電型のブロック層29aと、第2導電型のブロック層29a上に設けられた第1導電型のブロック層29bとを含むことができる。III−V化合物半導体領域15は、第2導電型クラッド層27および別の第2導電型クラッド層31により構成される。III−V化合物半導体領域13は、InP基板21に加えて第1導電型クラッド層25を含む。
InP基板21は、所定の軸Axの方向に配列された第1の領域21cおよび第2の領域21dを含む。活性領域21等を含むメサ部23は第2の領域21d上に設けられており、メサ部23の一部および全部は、第1の領域21c上には存在しないように除かれており、この結果、活性領域21は、第1の領域21c上には存在しない。InP基板21は、第3の領域21eを含むことができる。第1の領域21cは、第2の領域21dと第3の領域21eとの間に位置している。メサ部23の一部および全部は、第1の領域21cと同様に、第3の領域21e上には存在しないように除かれている。
半導体レーザ11は、別の第2導電型クラッド層31上に設けられたコンタクト層33を含む。コンタクト層33上には、保護膜35が設けられている。保護膜35上には、アノード電極といった第1の電極37が設けられている。第1の電極37は、保護膜35に設けられた開口を通してコンタクト層33に接続されている。InP基板21の裏面21fには、カソード電極といった第2の電極39が設けられている。保護膜35は、InP半導体領域19の表面19aを覆っていることが好ましく、またInP基板21の第1の領域21c(存在する場合には、第3の領域21e)上にも設けられていることが好ましい。第1の電極37および第2の電極39からのキャリアが活性領域21に注入される。注入されたキャリアが再結合すると、光が発生する。活性領域17の端面17aが、活性領域からの光の波長に対応するバンドギャップより大きなバンドギャップの材料の半導体領域19で覆われているので、高出力動作において劣化すること(光学損傷:COD)が抑制される。
半導体レーザ11の一例は、
III−V化合物半導体領域13
InP基板:(100)面n型InP半導体
第1導電型クラッド層25:n型InP半導体
III−V化合物半導体領域15
第2導電型クラッド層27:p型InP半導体
第2導電型クラッド層31:p型InP半導体
InP半導体領域19:マストランスポートにより成長される
活性領域17:InGaAsP半導体、量子井戸構造
ブロック領域29:
第2導電型のブロック層29a:p型InP半導体
第1導電型のブロック層29b:n型InP半導体
コンタクト層33:p型InGaAs半導体
保護膜35:シリコン酸化膜
である。ブロック領域29は、pn埋め込む構造に替えて、半絶縁性材料を用いて埋め込む構造を有することができる。活性領域21の構造としては、MQW構造、SQW構造等を用いることができる。半導体レーザとしては、例えば、ファブリペロー(FP)型半導体レーザまたは分布帰還(DFB)型半導体レーザに適用されることができる。所定の軸Axは、<011>方向または<01−1>方向に向けられることが好ましい。
III−V化合物半導体領域13
InP基板:(100)面n型InP半導体
第1導電型クラッド層25:n型InP半導体
III−V化合物半導体領域15
第2導電型クラッド層27:p型InP半導体
第2導電型クラッド層31:p型InP半導体
InP半導体領域19:マストランスポートにより成長される
活性領域17:InGaAsP半導体、量子井戸構造
ブロック領域29:
第2導電型のブロック層29a:p型InP半導体
第1導電型のブロック層29b:n型InP半導体
コンタクト層33:p型InGaAs半導体
保護膜35:シリコン酸化膜
である。ブロック領域29は、pn埋め込む構造に替えて、半絶縁性材料を用いて埋め込む構造を有することができる。活性領域21の構造としては、MQW構造、SQW構造等を用いることができる。半導体レーザとしては、例えば、ファブリペロー(FP)型半導体レーザまたは分布帰還(DFB)型半導体レーザに適用されることができる。所定の軸Axは、<011>方向または<01−1>方向に向けられることが好ましい。
半導体光素子11では、活性領域17は、アルミニウムを含むIII−V化合物半導体層を有することが好ましく、このIII−V化合物半導体層の材料としては、例えばAlGaInAs半導体を用いることができる。この半導体光素子11では、活性領域21がInPで覆われているので、アルミニウムを含むIII−V化合物半導体層が露出しない。アルミニウムを用いる半導体レーザによれば、特に、高出力動作において劣化すること(光学損傷:COD)が抑制される。また、半導体レーザの信頼性が向上される。
図2(A)は、第1の実施の形態に係る半導体レーザ11aの一変形例を示す図面である。半導体光素子11aでは、第1導電型コンタクト層33aは、InP半導体領域19と隔置されていることが好ましい。この半導体光素子11bによれば、第1導電型コンタクト層33aが、クラッドに繋がるInP半導体領域19に接触しない。コンタクト層33aは、例えば、フォトリソグラフィ法を用いて形成される。InP半導体領域19の表面19aは、InP基板の端面21aよりも内側に後退した位置にある。好適な実施例では、位置P0と位置P1との間隔は、例えば、5マイクロメートル以上であることが好ましく、望ましくは15マイクロメートル以下である。また、第1の領域21cにおける深さDは、5〜10マイクロメートル程度が好ましく、本実施の半導体レーザでは、8マイクロメートル程度が良い。
図1および図2(A)に示されように、活性領域21の端面21aは、傾斜している。この傾斜角Angleは、60〜80度程度が好ましい。この角度により、より小さなエネルギを有する安定な表面を形成するようにInP半導体領域19が成長する。
半導体レーザ11、11aでは、InP半導体領域19の表面19aは(011)面または(01−1)面を有しており、活性領域21の端面21aは(011)面または(01−1)面に傾斜する面に沿っている。活性領域21の傾斜した端面21aにInPを成長すると、(001)面または(01−1)面を有するミラー面が提供される。
図2(B)は、第1の実施の形態に係る半導体レーザ11bの別の変形例を示す図面である。半導体光素子11bでは、InP半導体領域19は、プロトン注入された領域20を含むことが好ましい。この半導体光素子11bによれば、クラッドに繋がるInP半導体領域19が、プロトン注入により高抵抗になる。好適な実施例では、プロトン注入された領域における水素濃度は、1×1018〜1×1020cm−3であることが好ましい。なお、半導体光素子11bにおいて必要な場合には、コンタクト層33aに替えてコンタクト層33を用いることができる。
以上説明したように、本発明の第1の実施の形態によれば、劈開によらずミラー端面を形成可能な構造を有する半導体光素子が提供される。
(第2の実施の形態)
図3(A)〜図3(C)および図4(A)〜図4(C)を参照しながら、第2の実施の形態に係る半導体レーザを作製する方法を説明する。引き続く説明において、図3(A)〜図3(C)および図4(A)〜図4(C)は、メサ部を横切る方向(例えば<011>または<01−1>)断面における構造を示している。図3(A)は、エピタキシャル成長工程を示す図面である。複数のIII−V化合物半導体層を含む半導体領域41をn型InPウエハ43上に形成する。図3(A)には、InPウエハ43の(100)面上に成長されたn型InPクラッド膜45、活性領域47、第1のp型InPクラッド膜49、第2のp型InPクラッド膜51およびp型コンタクト膜53が半導体領域41として現れている。
図3(A)〜図3(C)および図4(A)〜図4(C)を参照しながら、第2の実施の形態に係る半導体レーザを作製する方法を説明する。引き続く説明において、図3(A)〜図3(C)および図4(A)〜図4(C)は、メサ部を横切る方向(例えば<011>または<01−1>)断面における構造を示している。図3(A)は、エピタキシャル成長工程を示す図面である。複数のIII−V化合物半導体層を含む半導体領域41をn型InPウエハ43上に形成する。図3(A)には、InPウエハ43の(100)面上に成長されたn型InPクラッド膜45、活性領域47、第1のp型InPクラッド膜49、第2のp型InPクラッド膜51およびp型コンタクト膜53が半導体領域41として現れている。
次いで、図3(B)に示されるように、p型コンタクト膜53上にマスク55を形成する。マスク55の材料としては、例えばシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜といった無機絶縁膜を用いることができる。マスク55は、半導体レーザのチップサイズ(例えば、300マイクロメートル)間隔で設けられた開口55aを有する。開口55aのサイズは、例えば、10〜30マイクロメートル程度であることが好ましい。開口55aはメサストライプとほぼ垂直に伸びている。開口55aは、[011]方向および[01−1]方向の少なくともいずれか一方向に伸びている。
このマスク55を用いて、半導体領域41aをエッチングする。III−V化合物半導体領域41aは、このエッチングにより形成される溝57を有する。溝57の側面57aには、活性領域47aの端面が現れている。溝57はInP半導体領域に到達しており、例えばInPクラッド膜45aに到達しており、またInPウエハ43に到達していることが好ましい。本実施の形態では、溝57の側面57aには、活性領域47aを挟むInPクラッド膜45a、49aの端面が現れている。溝57の底面57bには、InPウエハ43aの半導体領域が現れている。エッチングは、ウエットエッチング法またはドライエッチング法を用いることができる。エッチャント59としては次のものを用いることができる。ドライエッチングであれば、例えばCH4/H2ガス、或いはCl2ガスを用いることができる。ウエットエッチングであれば、例えばHCl/H2NO3の混合液を用いることができる。これらいずれかの方法により、順テーパのついた溝57を形成することができる。溝57の側面の角度は、60〜80度程度が好ましい。
図3(C)に示されるように、InP半導体領域43a、45a内の構成原子のマストランスポートを引き起こして、活性領域47aの端面上にInP領域61を形成する。この方法では、半導体領域41aに形成された溝57の側面57aにInP領域61を形成しているので、該側面57aに現れた活性領域47aの端面上にはInP結晶が成長する。このInP結晶の表面はミラー面である。
マストランスポートを生じさせるためには、一般的な有機金属気相成長(OMVPE)装置を用いることができる。この装置の反応炉内に、摂氏600度から700度の温度で、H2およびPH3を含む雰囲気63を設ける。InP領域をPH3を含む雰囲気で加熱すると、InP半導体領域45a、43aの表面でインジウム(In)原子が移動する。この移動により、半導体領域41aの形状が変化して半導体領域41bになる。原子の移動は表面エネルギーが小さくなる方向に進む。表面張力により表面の凹凸が小さく滑らかになるように、半導体領域61の表面61aが形成される。しかし、(011)面、(01−1)面などの結晶面は、表面の原子の配列が安定な構造であるので、これらの結晶面からわずかに傾斜した結晶面に対して、マストランスポートを起こすと、エネルギーの小さな(011)面或いは(01−1)が自己形成的に構成される。マストランスポートが生じる前の傾斜面が緩やかであると、(111)面などが出てしまうことがあるので、マストランスポートを起こす前の傾斜面の角度は60度から80度であることが望ましい。マストランスポートにより生じた結晶面は、平滑かつ面方位が適切であるので、レーザの共振器のミラーとして適している。
マストランスポートにより成長されるInP半導体領域61は、半導体レーザに発生される光のモードフィールド径程度のサイズに成長させることが望ましく、InP半導体領域61の表面の大きさ、つまり(011)面或いは(01−1)面などの結晶面の大きさも、このモードフィールド径程度のサイズであることが好ましい。このような結晶面の形成は、マストランスポートの温度や、処理の時間、PH3流量などを調整することによって制御できる。特に適した条件としては、2%のPH3ガス(全ガス流量に対する体積%、水素をキャリアガスに用いる場合には水素中のPH3の体積比率)を水素ガスに添加したガスを流しながら、摂氏680度の温度、100hPaの圧力、30分間処理するのが良い。InP領域61は、活性領域に比べてバンドギャップが大きいので、活性領域からの光を吸収することはない。
必要な場合には、マストランスポート工程の後に、続けて、PH3に加えてトリメチルインジウムを更に流して、InP半導体を成長することにより、活性領域47aの端面上にInP領域の厚みを大きくすることができる。成長においてもマストランスポートと同じように表面エネルギーが小さな上記のような結晶面が自己形成的に作られる。
InP領域61が形成された後に、エッチングマスクを除去する。次いで、図4(A)に示されるように、保護膜65を形成する。保護膜65は、コンタクト膜53aの表面だけでなく、溝57の底面および溝57の側面(例えば、InP領域61の表面)上にも形成される。なお、保護膜の厚みは、DFBレーザの場合には、反射率が低くなる構造、FPレーザの場合には反射率が高くなる構造など、レーザの用途に合わせて調整される。
図4(B)に示されるように、保護膜65に開口を形成した後に、アノード電極67を形成する。InPウエハ43bの裏面にカソード電極69を形成する。この後に、図4(C)に示されるように、溝57に沿ってInPウエハ43bを切断する。この切断は、例えば、劈開により行われる。この方法によれば、半導体光素子のチップを劈開により作製可能であると共に、劈開によること無く作製されたミラー面を得ることができる。切断により、複数のレーザバーおよび半導体レーザのチップが作製される。なお、切断の位置は、半導体レーザのチップからの光が、延出するInP基板のエッジ部Eにより遮られることがないように位置決めされる。
マストランスポートにより形成されたInP半導体は、InP基板と同じ導電型をもっている。したがって、電流を活性領域に効率的に注入するためには、既に説明したように、半導体領域の端面近傍のコンタクト層を除去し、アノード電極も該端面からセットバックされていることが望ましい。あるいは、マストランスポートしてきたInP半導体領域にプロトン注入をするなどの方法で、端面を高抵抗化しても良い。
以上説明したように、実施の形態に係る半導体光素子を作製する方法よれば、半導体光素子のミラー端面を劈開によらず形成する方法が提供される。
好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
11、11a、11b…半導体レーザ、13…III−V化合物半導体領域、15…III−V化合物半導体領域、17…活性領域、19…InP半導体領域、21…InP基板、25…第1導電型クラッド層、27…第2導電型クラッド層、29…ブロック領域、29a…第2導電型のブロック層、29b…第1導電型のブロック層、31…第2導電型クラッド層、33…コンタクト層、41…半導体領域、43、43a、43b…n型InPウエハ、45、45a…n型InPクラッド膜、47、47a…活性領域、49、49a…第1のp型InPクラッド膜、51…第2のp型InPクラッド膜、53、53a…p型コンタクト膜、55…マスク、55a…開口、57…溝、57a…溝側面、59…エッチャント、61…InP領域、65…保護膜、67…アノード電極、69…カソード電極
Claims (10)
- 半導体光素子を作製する方法であって、
InP半導体領域上に設けられた活性層の端面が現れる側面を有する溝を、前記活性層を含むIII−V化合物半導体領域に、前記InP半導体領域に到達する深さまで前記III−V化合物半導体領域をエッチングして形成する工程と、
前記InP半導体領域内の構成原子のマストランスポートを引き起こして、前記活性層の前記端面上にInPを形成する工程と
を備える、ことを特徴とする方法。 - 前記活性層の前記端面上にInPを形成した後に、原料ガスを供給して、前記活性層の前記端面上にInPを成長する工程を更に備える、ことを特徴とする請求項1に記載された方法。
- 前記III−V化合物半導体領域は、InPウエハの(100)面上に形成されており、
前記溝は、[011]方向および[01−1]方向の少なくともいずれか一方向に伸びており、
前記活性層の前記端面上の前記InPの表面は(01−1)面または(011)面を有する、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載された方法。 - 前記溝に沿って前記InPウエハを切断する工程を更に備える、ことを特徴とする請求項3に記載された方法。
- 前記活性層の前記端面は、前記InPウエハの(100)面に対して60度以上80度以下の角度を成す面に沿っている、ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載された方法。
- 第1導電型III−V化合物半導体領域と、
第2導電型III−V化合物半導体領域と、
前記第1導電型III−V化合物半導体領域と前記第2導電型III−V化合物半導体領域との間に設けられた活性領域と、
前記活性領域の端面を覆うInP半導体領域と
を備え、
前記第1導電型III−V化合物半導体領域は、第1および第2の端部を有するInP基板を含み、
前記活性領域は、前記第1の端部から前記第2の端部への方向に向いた所定の軸に沿って伸びており、
前記InP半導体領域は、前記所定の軸の方向に関して、前記InP基板の前記第1の端部の位置と前記InP基板の前記第2の端部の位置との間に位置する側面を有している、半導体光素子。 - 前記InP半導体領域の前記側面は(011)面または(01−1)面を有する表面を有しており、
前記活性領域の端面は、(011)面または(01−1)面に対して傾斜する面に沿っている、ことを特徴とする請求項6に記載された半導体光素子。 - 前記活性領域は、アルミニウム元素を含むIII−V化合物半導体層を有する、ことを特徴とする請求項6または請求項7に記載された半導体光素子。
- 前記第1導電型クラッド領域上に設けられた第1導電型コンタクト層を更に備え、
前記第1導電型コンタクト層は、前記InP半導体領域と隔置されている、ことを特徴とする請求項6〜請求項8のいずれか一項に記載された半導体光素子。 - 前記InP半導体領域は、プロトン注入された領域を含む、ことを特徴とする請求項6〜請求項9のいずれか一項に記載された半導体光素子。
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