JP2006310534A - 半導体積層構造および半導体光素子 - Google Patents
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Abstract
高反射率、低熱抵抗、低電気抵抗といった高品質なDBR特性を有し、かつ面型光デバイス構造のエピタキシャル成長ウエハの基板の反りや、ミスフィット欠陥の少ない良好な特性を有するウエハを実現し、それにより素子の歩留まり向上を可能にし、さらに素子寿命の向上に寄与する技術を提供する。
【解決手段】
GaAs基板11上に、低屈折率層12と高屈折率層13を有する半導体多層膜ブラッグ反射鏡14が形成された半導体積層構造1であって、低屈折率層12と前記高屈折率層13が周期的に配置され、低屈折率層12は、構成元素としてAl、As及びPを含み、GaAs基板11に対して圧縮性の歪みを有し、高屈折率層13は、構成元素としてGa、As及びPを含み、GaAs基板11に対して引張性の歪みを有することを特徴とする半導体積層構造。
【選択図】 図1
Description
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図1に実施の形態1に係る半導体積層構造1を示す。
ε1・t1+ε2・t2=0・・・(1)
が、DBR14の平均格子定数をGaAs基板に格子整合させる条件となる。この式(1)から、歪み量の比として、
ε1/ε2=−t2/t1・・・(2)
を満たす必要がある。
ε1/ε2=−n1/n2・・・(3)
となる。
第2の実施の形態においては、高屈折率層と低屈折率層のP元素の組成が、高屈折率層と低屈折率層におけるそれぞれのP元素の取り込みの違いを利用している。構成要素や動作原理で実施の形態1と同様のものは省略し、構成図においては実施の形態1.と同じため、図1を用いる。
本実施の形態に係る積層構造2の構成図を図4に示す。本実施の形態においては、低屈折率層と高屈折率層の間に中間層を有している。動作原理や構成要素で実施の形態1と同様のものは省略する。
本実施の形態では、他の態様である面発光レーザに本発明を適用したものである。図6に、本実施の形態に係る面発光レーザ3の断面層構造を示す。本実施の形態の一例として考えているのは、発振波長が1300nmの面発光レーザである。
本実施の形態では、高屈折率層と低屈折率層のP元素の組成が、高屈折率層と低屈折率層におけるそれぞれのP元素の取り込みの違いを利用している。構成要素や動作原理で実施の形態4と同様のものは省略し、構成図においては実施の形態4.と同じため、図6を用いる。本実施の形態の一例として考えているのは、発振波長が1300nmの面発光レーザである。
図7に、本実施の形態に係る面発光レーザ4の断面層構造を示す。構成要素や動作原理で実施の形態4又は5と同様のものは省略する。本実施の形態の一例として考えているのは、発振波長が1300nmの面発光レーザである。
図8に、本実施の形態に係る面発光レーザ5の断面層構造を示す。構成要素や動作原理で実施の形態4、5、及び6と同様のものは省略する。本実施の形態の一例として考えているのは、発振波長が1300nmの面発光レーザである。
14 半導体多層膜ブラッグ反射鏡(DBR) 15 中間層
16 半導体多層膜ブラッグ反射鏡(DBR)
21 基板 22 下部DBR層 23 クラッド層 24 活性層 26 電流狭窄部
27 上部DBR層 28 下部電極 29 上部電極 30 共振部
31 下部DBR層 32 第1の下部DBR層 33 第2の下部DBR層
34 上部DBR層 35 下部電極 36 上部DBR層
37 コンタクト層
221、271、321、331、341 低屈折率層
222、272、322、332、342 高屈折率層
223、273、333、343 中間層
261 高抵抗層 262 狭窄層
Claims (9)
- GaAs基板上に、低屈折率層と高屈折率層とを有する半導体多層膜ブラッグ反射鏡が形成された半導体積層構造であって、
前記低屈折率層は、構成元素としてAl、As及びPを含み、前記GaAs基板に対して圧縮性の歪みを有し、
前記高屈折率層は、構成元素としてGa、As及びPを含み、前記GaAs基板に対して引張性の歪みを有することを特徴とする半導体積層構造。 - 前記半導体多層膜ブラッグ反射鏡の平均格子定数と前記GaAs基板の格子定数の差が0.01%以内であることを特徴とする請求項1に記載の半導体積層構造。
- 前記低屈折率層のP組成と前記高屈折率層のP組成の差が、0.02以下である請求項2に記載の半導体積層構造。
- 前記低屈折率層のP組成と前記高屈折率層のP組成の比が、前記低屈折率層のP元素の取り込み係数と前記高屈折率層のP元素の取り込み係数との比であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体積層構造。
- 前記低屈折率層と前記高屈折率層との間に中間層を有し、
前記中間層の構成元素として、Al、Ga、As及びPを含むことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の半導体積層構造。 - 前記低屈折率層がAl1−x1Gax1As1−y1Py1(0≦x1<0.5、0<y1≦0.04)であって、
前記高屈折率層がGa1−x2Alx2As1−y2Py2(0≦x2<0.5、y2>0)であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の半導体積層構造。 - 前記低屈折率層がAlAs1−y1Py1(0<y1≦0.04)であって、
前記高屈折率層がGaAs1−y2Py2(y2>0)であることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の半導体積層構造。 - GaAs基板上に、
第1導電型の多層膜ブラッグ反射鏡層、活性層、第2導電型の多層膜ブラッグ反射鏡層が積層された面発光レーザであって、
前記第1導電型の多層膜ブラッグ反射鏡層の少なくとも一部又は/及び前記第2導電型の多層膜ブラッグ反射鏡層の少なくとも一部が、請求項1から請求項7の半導体積層構造から形成されることを特徴とする面発光レーザ。 - 前記第1導電型の多層膜ブラッグ反射鏡層の少なくとも一部又は/及び前記第2導電型の多層膜ブラッグ反射鏡層の少なくとも一部が、アンドープ層からなることを特徴とする請求項8に記載の面発光レーザ。
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