JP2008270435A - Semiconductor optical element - Google Patents

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Hiroyuki Ichikawa
弘之 市川
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor optical element having a structure capable of enhancing the reverse direction ESD withstand voltage. <P>SOLUTION: In this semiconductor optical element 11, a semiconductor mesa 13 includes a first portion 13a and a second portion 13b. A first p-type embedded layer 15 is provided on the side face 13c of the first portion 13a, a first n-type embedded layer 17 is provided on the first p-type embedded layer 15, a second p-type embedded layer 19 is provided on the side face 13d of the second portion 13b, and a second n-type embedded layer 21 is provided on the second p-type embedded layer 19. The first portion 13a has the end face 11c of the semiconductor optical element 11, and the second portion 13b is adjacent to the first portion 13a. An active layer 23 e. g. has a quantum well structure. Each of the first and the second portions 13a and 13b has the active layer 23, an n-type clad region 25 and a p-type clad region 27. The p-type dopant concentration N<SB>P1</SB>of the first p-type embedded layer 15 is lower than the p-type dopant concentration N<SB>P2</SB>of the second p-type embedded layer 19. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体光素子に関する。   The present invention relates to a semiconductor optical device.

特許文献1には、活性層ストライプ幅を広げることにより光子密度を低減させてESD耐圧を向上させることが記載されている。特許文献2には、端面近傍の窓部において別個に活性層を形成すると共に、該活性層において低濃度領域の厚みを増やしている。
特開平9−307181号公報 特開20065−294640号公報
Patent Document 1 describes that the ESD breakdown voltage is improved by reducing the photon density by widening the active layer stripe width. In Patent Document 2, an active layer is separately formed in a window near the end face, and the thickness of the low concentration region is increased in the active layer.
JP-A-9-307181 Japanese Patent Laid-Open No. 20065-294640

特許文献1では、ストライプ幅の拡大による光子密度を低減させる。しかしながら、逆方向電圧印加では光子は生成されず、ストライプ幅拡大による光子密度低減手法は逆方向ESD耐圧の向上には有効ではない。特許文献2では、信頼性上重要な活性層を再成長している。逆方向耐圧改善に有効であるけれども、活性層の再成長がない手法が望まれる。   In Patent Document 1, the photon density by increasing the stripe width is reduced. However, no photons are generated when a reverse voltage is applied, and the photon density reduction technique by expanding the stripe width is not effective in improving the reverse ESD withstand voltage. In Patent Document 2, an active layer important for reliability is regrown. A technique that is effective for improving the reverse breakdown voltage but does not cause regrowth of the active layer is desired.

本発明は、上記の事情を鑑みて為されたものであり、逆方向のESD耐圧を向上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する。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a semiconductor optical device having a structure capable of improving the ESD withstand voltage in the reverse direction.

本発明の一側面によれば、半導体光素子は、(a)所定の軸の方向に配置された第1および第2の部分を含む半導体メサと、(b)前記半導体メサの前記第1の部分の側面上に設けられた第1のp型埋込層と、(c)前記第1のp型埋込層上に設けられた第1のn型埋込層と、(d)前記半導体メサの前記第2の部分の側面上に設けられた第2のp型埋込層と、(e)前記第2のp型埋込層上に設けられた第2のn型埋込層とを備える。前記半導体メサの前記第1の部分は当該半導体光素子の端面を有しており、前記半導体メサの前記第1および第2の部分の各々はn型半導体領域とp型半導体領域との間に設けられた活性層を有しており、前記第1のp型埋込層のp型ドーパント濃度は、前記第2のp型埋込層のp型ドーパントの濃度より低い。   According to one aspect of the present invention, a semiconductor optical device includes: (a) a semiconductor mesa including first and second portions arranged in a predetermined axis direction; and (b) the first of the semiconductor mesa. A first p-type buried layer provided on a side surface of the portion; (c) a first n-type buried layer provided on the first p-type buried layer; and (d) the semiconductor. A second p-type buried layer provided on a side surface of the second portion of the mesa; and (e) a second n-type buried layer provided on the second p-type buried layer. Is provided. The first portion of the semiconductor mesa has an end face of the semiconductor optical device, and each of the first and second portions of the semiconductor mesa is between an n-type semiconductor region and a p-type semiconductor region. The first p-type buried layer has a p-type dopant concentration lower than the p-type dopant concentration of the second p-type buried layer.

この半導体光素子に逆方向に高電圧が印加されたとき、印加された電圧に応じて、埋込領域の第1および第2のp型埋込層の各々に空乏層が形成される。当該半導体光素子によれば、第1のp型埋込層のp型ドーパント濃度が第2のp型埋込層のp型ドーパントの濃度より低いので、半導体メサの第1の部分における空乏層の伸び量は、半導体メサの第2の部分における空乏層の伸び量よりも大きい。このため、第1のp型埋込層の働きにより、第1の部分の最大電界強度が低減される。したがって、第1の部分に含まれる端面の破壊頻度は低くなる。   When a high voltage is applied to the semiconductor optical device in the reverse direction, a depletion layer is formed in each of the first and second p-type buried layers in the buried region according to the applied voltage. According to the semiconductor optical device, since the p-type dopant concentration of the first p-type buried layer is lower than the p-type dopant concentration of the second p-type buried layer, the depletion layer in the first portion of the semiconductor mesa Is larger than the depletion layer in the second portion of the semiconductor mesa. For this reason, the maximum electric field strength of the first portion is reduced by the action of the first p-type buried layer. Therefore, the destruction frequency of the end surface included in the first portion is reduced.

本発明に係る半導体光素子では、前記第1のp型埋込層のp型ドーパント濃度は、前記半導体メサの前記n型半導体領域のn型ドーパント濃度よりも低いことが好ましい。   In the semiconductor optical device according to the present invention, it is preferable that a p-type dopant concentration of the first p-type buried layer is lower than an n-type dopant concentration of the n-type semiconductor region of the semiconductor mesa.

この半導体光素子への逆方向電圧は、埋込領域の第1のp型埋込層と半導体メサのn型半導体領域との間に逆方向に印加される。第1のp型埋込層のp型ドーパント濃度がn型半導体領域のドーパント濃度よりも低いので、空乏層は主にp型半導体領域に伸びる。この空乏層の伸びにより、活性層とn型半導体領域との境界付近における最大電界強度が低減される。したがって、第1の部分に含まれる端面の破壊頻度は低くできる。   This reverse voltage to the semiconductor optical device is applied in the reverse direction between the first p-type buried layer in the buried region and the n-type semiconductor region in the semiconductor mesa. Since the p-type dopant concentration of the first p-type buried layer is lower than the dopant concentration of the n-type semiconductor region, the depletion layer mainly extends to the p-type semiconductor region. Due to the extension of the depletion layer, the maximum electric field strength in the vicinity of the boundary between the active layer and the n-type semiconductor region is reduced. Therefore, the fracture frequency of the end surface included in the first portion can be lowered.

本発明に係る半導体光素子では、前記第2のp型埋込層のp型ドーパント濃度は、前記半導体メサの前記n型半導体領域のn型ドーパント濃度以上であることが好ましい。この半導体光素子によれば、端面における破壊頻度を低減すると共に第2の部分における素子特性を維持できる。   In the semiconductor optical device according to the present invention, the p-type dopant concentration of the second p-type buried layer is preferably equal to or higher than the n-type dopant concentration of the n-type semiconductor region of the semiconductor mesa. According to this semiconductor optical device, the frequency of destruction at the end face can be reduced and the device characteristics in the second portion can be maintained.

本発明に係る半導体光素子では、前記第1のp型埋込層のp型ドーパント濃度NP1と前記第2のp型埋込層のp型ドーパントの濃度NP2との比(NP1/NP2)は、0.1以下であることが好ましい。この範囲であれば、第1の部分に含まれる端面の破壊頻度を低減できる。 In the semiconductor optical device according to the present invention, the ratio of the first p-type buried layer p-type dopant concentration N P1 and the second p-type concentration of p-type dopant of the buried layer N P2 (N P1 / N P2 ) is preferably 0.1 or less. If it is this range, the destruction frequency of the end surface contained in a 1st part can be reduced.

本発明に係る半導体光素子では、前記第1のp型埋込層のp型ドーパント濃度は、5×1017cm−3以下であることが好ましい。 In the semiconductor optical device according to the present invention, the first p-type buried layer preferably has a p-type dopant concentration of 5 × 10 17 cm −3 or less.

本発明に係る半導体光素子では、前記半導体メサの前記第2の部分は半導体レーザのための発光層を含むことができる。また、前記半導体メサの前記第2の部分は電界吸収型変調素子のための光吸収層を含むことができる。さらに、前記半導体メサの前記第2の部分は半導体光増幅素子のための発光層を含むことができる。   In the semiconductor optical device according to the present invention, the second portion of the semiconductor mesa may include a light emitting layer for a semiconductor laser. The second portion of the semiconductor mesa may include a light absorption layer for an electroabsorption modulator. Furthermore, the second portion of the semiconductor mesa can include a light emitting layer for a semiconductor optical amplifier.

本発明に係る半導体光素子では、前記第1の部分の長さは前記第2の部分の長さより短い。また、この第1および第2の部分の長さは前記所定の軸の方向に取られている。   In the semiconductor optical device according to the present invention, the length of the first portion is shorter than the length of the second portion. The lengths of the first and second portions are taken in the direction of the predetermined axis.

本発明に係る半導体光素子では、前記半導体メサは、当該半導体光素子の別の端面を有する第3の部分を含み、前記第2の部分は前記第1の部分と前記第3の部分との間に設けられている。   In the semiconductor optical device according to the present invention, the semiconductor mesa includes a third portion having another end face of the semiconductor optical device, and the second portion includes the first portion and the third portion. It is provided in between.

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。   The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more readily apparent from the following detailed description of preferred embodiments of the present invention, which proceeds with reference to the accompanying drawings.

以上説明したように、本発明によれば、逆方向のESD耐圧を向上可能な構造を有する半導体光素子が提供される。   As described above, according to the present invention, a semiconductor optical device having a structure capable of improving the reverse ESD withstand voltage is provided.

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。引き続いて、添付図面を参照しながら、本発明の半導体光素子に係る実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。   The knowledge of the present invention can be easily understood by considering the following detailed description with reference to the accompanying drawings shown as examples. Subsequently, embodiments of the semiconductor optical device of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Where possible, the same parts are denoted by the same reference numerals.

図1は、本実施の形態に係る半導体光素子の構成を概略的に示す図面である。半導体光素子11は、引き続く説明から理解されるように埋込ヘテロ構造を有する。半導体光素子11は、光導波路構造のための半導体メサがpn埋込領域によって埋め込まれており、端面発光型の半導体素子である。   FIG. 1 is a drawing schematically showing a configuration of a semiconductor optical device according to the present embodiment. The semiconductor optical device 11 has a buried heterostructure as will be understood from the following description. The semiconductor optical device 11 is an edge-emitting semiconductor device in which a semiconductor mesa for an optical waveguide structure is embedded in a pn buried region.

半導体光素子11は、第1の部分11a、第2の部分11b、第1の半導体端面11cおよび第2の半導体端面11dを有する。半導体光素子11は、半導体メサ13と、第1のp型埋込層15と、第1のn型埋込層17と、第2のp型埋込層19と、第2のn型埋込層21とを備える。半導体メサ13は、第1の部分13aおよび第2の部分13bを含み、第1および第2の部分13a、13bは所定の軸Axの方向に配置されている。第1のp型埋込層15は、半導体メサ13の第1の部分13aの側面13c上に設けられている。第1のn型埋込層17は、第1のp型埋込層15上に設けられている。第2のp型埋込層19は、半導体メサ13の第2の部分13bの側面13d上に設けられている。第2のn型埋込層21は、第2のp型埋込層19上に設けられている。   The semiconductor optical device 11 has a first portion 11a, a second portion 11b, a first semiconductor end surface 11c, and a second semiconductor end surface 11d. The semiconductor optical device 11 includes a semiconductor mesa 13, a first p-type buried layer 15, a first n-type buried layer 17, a second p-type buried layer 19, and a second n-type buried layer. And embedded layer 21. The semiconductor mesa 13 includes a first portion 13a and a second portion 13b, and the first and second portions 13a and 13b are arranged in the direction of a predetermined axis Ax. The first p-type buried layer 15 is provided on the side surface 13 c of the first portion 13 a of the semiconductor mesa 13. The first n-type buried layer 17 is provided on the first p-type buried layer 15. The second p-type buried layer 19 is provided on the side surface 13 d of the second portion 13 b of the semiconductor mesa 13. The second n-type buried layer 21 is provided on the second p-type buried layer 19.

第1のp型埋込層15にはp型ドーパントが添加されており、第2のp型埋込層19にはp型ドーパントが添加されている。p型ドーパントとしては、例えば亜鉛または炭素を用いることができる。第1のn型埋込層17にはn型ドーパントが添加されており、第2のn型埋込層21にはn型ドーパントが添加されている。n型ドーパントとしては、例えばシリコンを用いることができる。第1の部分13aは当該半導体光素子11の端面11cを有しており、第2の部分13bは第1の部分13aに隣接している。第1および第2の部分13a、13bの各々は活性層23を有する。活性層23は、例えば量子井戸構造を有している。活性層23はn型半導体領域25とp型半導体領域27との間に設けられている。第1および第2の部分13a、13bの各々はn型半導体領域25およびp型半導体領域27を含んでおり、これらは例えばクラッド層である。第1のp型埋込層15のp型ドーパント濃度NP1は第2のp型埋込層19のp型ドーパントの濃度NP2より低い。 A p-type dopant is added to the first p-type buried layer 15, and a p-type dopant is added to the second p-type buried layer 19. As the p-type dopant, for example, zinc or carbon can be used. An n-type dopant is added to the first n-type buried layer 17, and an n-type dopant is added to the second n-type buried layer 21. For example, silicon can be used as the n-type dopant. The first portion 13a has an end face 11c of the semiconductor optical device 11, and the second portion 13b is adjacent to the first portion 13a. Each of the first and second portions 13 a and 13 b has an active layer 23. The active layer 23 has a quantum well structure, for example. The active layer 23 is provided between the n-type semiconductor region 25 and the p-type semiconductor region 27. Each of the first and second portions 13a and 13b includes an n-type semiconductor region 25 and a p-type semiconductor region 27, which are, for example, cladding layers. The p-type dopant concentration N P1 of the first p-type buried layer 15 is lower than the p-type dopant concentration N P2 of the second p-type buried layer 19.

この半導体光素子11に逆方向に高電圧Vが印加されたとき、埋込領域の第1のp型埋込層15と半導体メサ13のn型半導体領域25との間のpn接合31aおよび第2のp型埋込層21と半導体メサ13のn型半導体領域25との間のpn接合31bに逆方向に印加される。印加された電圧値に応じて、埋込領域の第1および第2のp型埋込層15、19とn型半導体領域25との間のpn接合31a、31bに空乏層が形成される。当該半導体光素子11によれば、第1のp型埋込層15のp型ドーパント濃度NP1が第2のp型埋込層19のp型ドーパント濃度NP2より低いので、半導体メサ13の第1の部分13aのn型半導体領域25における空乏層の伸び量は、半導体メサ13の第2の部分13bのn型半導体領域25における空乏層の伸び量よりも大きい。このため、第1のp型埋込層15の働きにより、端面11cを有する第1の部分13aにおける最大電界強度が低減される。したがって、第1の部分13aに含まれる端面11cの破壊頻度は低くなる。 When a high voltage V R is applied in the opposite direction to the semiconductor optical device 11, pn junction 31a and between the n-type semiconductor region 25 of the first p-type buried layer 15 and the semiconductor mesa 13 of buried region The pn junction 31b between the second p-type buried layer 21 and the n-type semiconductor region 25 of the semiconductor mesa 13 is applied in the reverse direction. A depletion layer is formed at the pn junctions 31a and 31b between the first and second p-type buried layers 15 and 19 in the buried region and the n-type semiconductor region 25 according to the applied voltage value. According to the semiconductor optical device 11, the p-type dopant concentration N P1 of the first p-type buried layer 15 is lower than the p-type dopant concentration N P2 of the second p-type buried layer 19. The extension amount of the depletion layer in the n-type semiconductor region 25 of the first portion 13 a is larger than the extension amount of the depletion layer in the n-type semiconductor region 25 of the second portion 13 b of the semiconductor mesa 13. For this reason, the maximum electric field strength in the first portion 13a having the end face 11c is reduced by the action of the first p-type buried layer 15. Therefore, the destruction frequency of the end surface 11c included in the first portion 13a is reduced.

半導体光素子11は、導電性半導体基板35を含んでおり、導電性半導体基板35の導電型は、半導体メサ13の下側クラッド(本実施例では、n型半導体領域25)の導電型に合わされる。導電性半導体基板35としては、InP、GaAsといったIII−V化合物半導体基板を用いることができる。半導体光素子11は、半導体メサ13および埋込領域29a、29b上に設けられた上側クラッド(例えばp型クラッド層)37を含むことができる。上側クラッド37上には、コンタクト層(例えばp型コンタクト層)39が設けられる。コンタクト層39上には、半導体メサ13の第2の部分13b上に設けられた開口を有する絶縁膜41が設けられる。絶縁膜41上には、第1の電極43、例えばアノードが形成される。第1の電極43は絶縁膜41の開口を介してコンタクト層39に接合を成す。導電性半導体基板35の裏面35bには、第2の電極45、例えばカソードが形成される。   The semiconductor optical device 11 includes a conductive semiconductor substrate 35, and the conductivity type of the conductive semiconductor substrate 35 is matched to the conductivity type of the lower clad of the semiconductor mesa 13 (in this embodiment, the n-type semiconductor region 25). The As the conductive semiconductor substrate 35, a III-V compound semiconductor substrate such as InP or GaAs can be used. The semiconductor optical device 11 can include an upper clad (for example, a p-type clad layer) 37 provided on the semiconductor mesa 13 and the buried regions 29a and 29b. A contact layer (for example, a p-type contact layer) 39 is provided on the upper clad 37. On the contact layer 39, an insulating film 41 having an opening provided on the second portion 13b of the semiconductor mesa 13 is provided. On the insulating film 41, a first electrode 43, for example, an anode is formed. The first electrode 43 is bonded to the contact layer 39 through the opening of the insulating film 41. A second electrode 45, for example, a cathode is formed on the back surface 35 b of the conductive semiconductor substrate 35.

半導体光素子11では、第1のp型埋込層15のp型ドーパント濃度NP1は半導体メサ13のn型半導体領域25のn型ドーパント濃度NN0よりも低いことが好ましい。 In the semiconductor optical device 11, the p-type dopant concentration N P1 of the first p-type buried layer 15 is preferably lower than the n-type dopant concentration N N0 of the n-type semiconductor region 25 of the semiconductor mesa 13.

この半導体光素子への逆方向電圧Vは、埋込領域の第1のp型埋込層15と半導体メサ13のn型半導体領域25との間のpn接合31a、31bに主に印加され、pn接合31a、31bに空乏層が形成される。第1のp型埋込層15のp型ドーパント濃度NP1がn型半導体領域25のドーパント濃度NN1よりも低いので、空乏層は主にp型半導体領域15に伸びる。この空乏層の伸びにより、活性層23とn型半導体領域25との境界付近における最大電界強度が低減される。したがって、第1の部分に含まれる端面の破壊頻度は低くできる。 Reverse voltage V R to the semiconductor optical device is mainly applied to the pn junction 31a, 31b between the n-type semiconductor region 25 of the first p-type buried layer 15 and the semiconductor mesa 13 of buried region A depletion layer is formed in the pn junctions 31a and 31b. Since the p-type dopant concentration N P1 of the first p-type buried layer 15 is lower than the dopant concentration N N1 of the n-type semiconductor region 25, the depletion layer mainly extends to the p-type semiconductor region 15. Due to the extension of the depletion layer, the maximum electric field strength in the vicinity of the boundary between the active layer 23 and the n-type semiconductor region 25 is reduced. Therefore, the fracture frequency of the end surface included in the first portion can be lowered.

引き続き、本実施の形態の詳細を説明する。半導体光素子11では、第2のp型埋込層のp型ドーパント濃度NP2は、半導体メサ13のn型半導体領域25のn型ドーパント濃度NN0以上であることが好ましい。この半導体光素子11によれば、端面11cにおける破壊頻度を低減すると共に第2の部分11bにおける素子特性を維持できる。 Next, details of this embodiment will be described. In the semiconductor optical device 11, the p-type dopant concentration N P2 of the second p-type buried layer is preferably equal to or higher than the n-type dopant concentration N N0 of the n-type semiconductor region 25 of the semiconductor mesa 13. According to this semiconductor optical device 11, the frequency of destruction at the end face 11c can be reduced and the device characteristics at the second portion 11b can be maintained.

半導体光素子11では、第1のp型埋込層15のp型ドーパント濃度NP1と第2のp型埋込層19のp型ドーパントの濃度NP2との比(NP1/NP2)は、0.1以下であることが好ましい。この範囲であれば、第1の部分に含まれる端面の破壊頻度を低減できる。 In the semiconductor optical device 11, the ratio between the concentration N P2 of p-type dopant of the p-type dopant concentration N P1 and the second p-type buried layer 19 of the first p-type buried layer 15 (N P1 / N P2) Is preferably 0.1 or less. If it is this range, the destruction frequency of the end surface contained in a 1st part can be reduced.

半導体光素子11では、第1のp型埋込層15のp型ドーパント濃度NP1は、5×1017cm−3以下であることが好ましい。また、第1のp型埋込層15のp型ドーパント濃度NP1は、1×1016cm−3以上であることが好ましい。第1のn型埋込層17のn型ドーパント濃度NN1は5×1018cm−3以下であることが好ましく、また1×1016cm−3以上であることが好ましい。 In the semiconductor optical device 11, the p-type dopant concentration N P1 of the first p-type buried layer 15 is preferably 5 × 10 17 cm −3 or less. The p-type dopant concentration N P1 of the first p-type buried layer 15 is preferably 1 × 10 16 cm −3 or more. The n-type dopant concentration N N1 of the first n-type buried layer 17 is preferably 5 × 10 18 cm −3 or less, and preferably 1 × 10 16 cm −3 or more.

第2のp型埋込層19のp型ドーパント濃度NP2は、5×1018cm−3以下であることが好ましく、また5×1017cm−3以上であることが好ましい。第2のn型埋込層21のn型ドーパント濃度NN2は、5×1018cm−3以下であることが好ましく、また5×1017cm−3以上であることが好ましい。 P-type dopant concentration N P2 of the second p-type buried layer 19 is preferably not more than 5 × 10 18 cm -3 and preferably, also 5 × 10 17 cm -3 or more. The n-type dopant concentration N N2 of the second n-type buried layer 21 is preferably 5 × 10 18 cm −3 or less, and preferably 5 × 10 17 cm −3 or more.

半導体光素子11では、所定の軸の方向に関して、第1の部分11aの長さLD1は第2の部分11bの長さLD2より短い。第1の部分11aの長さLD1は、例えば5マイクロメートル以上であることが好ましい。 In the semiconductor optical device 11, the length L D1 of the first portion 11a is shorter than the length L D2 of the second portion 11b in the direction of the predetermined axis. The length L D1 of the first portion 11a is preferably, for example, 5 micrometers or more.

半導体光素子11は、他端面11dを含む第3の部分11eを更に備えることができ、第2の部分11bは第1の部分11aと第2の部分11bとの間に設けられている。半導体メサ13は、当該半導体光素子11の他端面11dを有する第3の部分を含むことができる。   The semiconductor optical device 11 can further include a third portion 11e including the other end surface 11d, and the second portion 11b is provided between the first portion 11a and the second portion 11b. The semiconductor mesa 13 can include a third portion having the other end surface 11 d of the semiconductor optical element 11.

半導体光素子11では、半導体メサ13の第2の部分13bは半導体レーザのための発光層を含むことができる。また、第2の部分13bは電界吸収型変調素子のための光吸収層を含むことができる。さらに、第2の部分13bは半導体光増幅素子のための発光層を含むことができる。つまり、半導体光素子11としては、例えばファブリペロー型半導体レーザ、DFB型半導体レーザ、電界吸収型変調素子、半導体光増幅素子等が例示される。或いは、半導体光素子11は、これらの複合素子または集積素子であることができる。   In the semiconductor optical device 11, the second portion 13b of the semiconductor mesa 13 can include a light emitting layer for a semiconductor laser. The second portion 13b can include a light absorption layer for the electroabsorption modulator. Further, the second portion 13b can include a light emitting layer for a semiconductor optical amplifier. That is, examples of the semiconductor optical device 11 include a Fabry-Perot semiconductor laser, a DFB semiconductor laser, an electroabsorption modulation device, and a semiconductor optical amplification device. Alternatively, the semiconductor optical device 11 can be a composite device or an integrated device thereof.

この濃度を変更するとき、n型半導体領域25は半導体メサ13内に領域であるので、素子特性を合わせ込むために半導体光素子のためのエピタキシャル層構造における厚みおよびドーパント濃度等の再検討が必要である。一方、埋込領域内のp型埋込層のドーパント濃度は、素子特性に直接におよび密接に関連しているわけではないので、半導体光素子のためのエピタキシャル層構造の変更に比べて変更のための検討の余地がある。   When changing this concentration, since the n-type semiconductor region 25 is a region in the semiconductor mesa 13, it is necessary to review the thickness, dopant concentration, etc. in the epitaxial layer structure for the semiconductor optical device in order to match the device characteristics. It is. On the other hand, since the dopant concentration of the p-type buried layer in the buried region is not directly and closely related to the device characteristics, it is changed compared to the change of the epitaxial layer structure for the semiconductor optical device. There is room for consideration.

これまで、埋込領域において半導体メサ上に形成されるp型埋込層のp型ドーパント濃度は大きく設定されていた。この理由は、pクラッド、n型クラッド、これらの間に挟まれたpn埋込領域から成るサイリスタの動作を抑制するためだからである。つまり、埋込領域内の半導体層においてさえも、半導体光素子の特性に与える影響はゼロではない。このような理由から、半導体レーザ、半導体変調素子、半導体光増幅素子等の半導体光素子においては、埋込領域内の半導体層のドーパント濃度は、大きく変更されるようなものではなかった。   Until now, the p-type dopant concentration of the p-type buried layer formed on the semiconductor mesa in the buried region has been set large. This is because the operation of the thyristor composed of the p-clad, the n-type clad, and the pn buried region sandwiched between them is suppressed. That is, even in the semiconductor layer in the buried region, the influence on the characteristics of the semiconductor optical device is not zero. For these reasons, in semiconductor optical devices such as semiconductor lasers, semiconductor modulation devices, and semiconductor optical amplification devices, the dopant concentration of the semiconductor layer in the buried region is not greatly changed.

本実施の形態における上記の説明、および、引き続く説明から理解されるように、埋込領域内の半導体層のドーパント濃度が、半導体光素子の静電耐圧の向上に有効である。そこで、半導体光素子本来の素子特性と、改善が望まれてきた半導体光素子の静電耐圧との両方を満足することが求められる。本実施の形態に係る半導体光素子によれば、この両立に対する回答を与えている。   As understood from the above description and the subsequent description in the present embodiment, the dopant concentration of the semiconductor layer in the buried region is effective in improving the electrostatic withstand voltage of the semiconductor optical device. Therefore, it is required to satisfy both the original device characteristics of the semiconductor optical device and the electrostatic withstand voltage of the semiconductor optical device that has been desired to be improved. The semiconductor optical device according to the present embodiment gives an answer to this coexistence.

図2は、半導体光素子の端面近傍における半導体メサおよび埋込領域の電界強度計算結果を示す図面である。図2(a)は、シミュレーション用のモデルであり、このモデルを用いて、半導体メサのエッジから0.7μm離れた位置(矢印「CENT」により示される位置)および半導体メサのエッジから0.1μm離れた位置(矢印「EDGE」により示される位置)における電界計算が行われた。図2(b)は、シミュレーション用のモデルにおける活性層の構造を示す。シミュレーションモデルにおいて、n型埋込領域(n−InP)のn型ドーパント濃度は1×1018cm−3であり、p型埋込領域(p−InP)のp型ドーパント濃度は、1×1019cm−3、1×1018cm−3、1×1017cm−3、1×1016cm−3である。n型領域(クラッド)のnドーパント濃度は、1×1018cm−3であり、p型領域(クラッド)のpドーパント濃度は、1×1018cm−3である。活性層の厚みDACTは200nmであり、9層の5nmのGaInAsP井戸層および8層の10nmのGaInAsP障壁層からなる量子井戸構造と、この量子井戸構造の両側に設けられた37.5nmのGaInAsP−SCH層とを含む。WMESA=0.7μm、WP1=0.1μm、DP1=1.04μm、DN1=1.19μmである。 FIG. 2 is a drawing showing the electric field strength calculation results of the semiconductor mesa and the buried region in the vicinity of the end face of the semiconductor optical device. FIG. 2A shows a simulation model. Using this model, a position 0.7 μm away from the edge of the semiconductor mesa (position indicated by the arrow “CENT”) and 0.1 μm from the edge of the semiconductor mesa. Electric field calculation was performed at a distant position (position indicated by an arrow “EDGE”). FIG. 2B shows the structure of the active layer in the simulation model. In the simulation model, the n-type dopant concentration in the n-type buried region (n-InP) is 1 × 10 18 cm −3 , and the p-type dopant concentration in the p-type buried region (p-InP) is 1 × 10 6. 19 cm −3 , 1 × 10 18 cm −3 , 1 × 10 17 cm −3 , 1 × 10 16 cm −3 . The n dopant concentration in the n-type region (cladding) is 1 × 10 18 cm −3 , and the p dopant concentration in the p-type region (cladding) is 1 × 10 18 cm −3 . The active layer has a thickness DACT of 200 nm, a quantum well structure comprising nine 5 nm GaInAsP well layers and eight 10 nm GaInAsP barrier layers, and 37.5 nm GaInAsP provided on both sides of the quantum well structure. -SCH layer. W MESA = 0.7 μm, W P1 = 0.1 μm, D P1 = 1.04 μm, and D N1 = 1.19 μm.

図2(a)において、3つのpn接合PN1、PN2、PN3が示されており、半導体光素子に対して逆方向のESD試験電圧を加えるとき、pn接合PN1、PN3が逆方向電圧を受け、pn接合PN1、PN3に空乏層が形成される。半導体メサとの関連では、pn接合PN3に伸びる空乏層がESD耐圧に関連している。また、活性層にも空乏層が形成される。   In FIG. 2 (a), three pn junctions PN1, PN2, and PN3 are shown. When a reverse ESD test voltage is applied to the semiconductor optical device, the pn junctions PN1 and PN3 receive the reverse voltage, Depletion layers are formed at the pn junctions PN1 and PN3. In relation to the semiconductor mesa, the depletion layer extending to the pn junction PN3 is related to the ESD breakdown voltage. A depletion layer is also formed in the active layer.

図2(c)は、「CENT」位置におけるシミュレーション結果の一例を示す図面である。横軸は電界強度であり、縦軸は座標である。印加電圧は、−2ボルトである。「CENT」位置における電界強度EC1、EC2、EC3、EC4は、p型埋込領域(p−InP)のp型ドーパント濃度に実質的に依存しない。図2(d)は、「EDGE」位置におけるシミュレーション結果の一例を示す図面である。横軸は電界強度であり、縦軸は座標である。「EDGE」位置における電界強度EE1、EE2、EE3、EE4は、p型埋込領域(p−InP)のp型ドーパント濃度に依存している。このp型ドーパント濃度が大きくなるにつれて、n型クラッド層と活性層との境界近傍における電界強度が大きくなり、またn型クラッドと活性層との境界近傍における電界強度とp型クラッド層と活性層との境界近傍における電界強度との差が大きくなる。 FIG. 2C is a diagram illustrating an example of a simulation result at the “CENT” position. The horizontal axis is the electric field strength, and the vertical axis is the coordinate. The applied voltage is -2 volts. The electric field strengths E C1 , E C2 , E C3 , and E C4 at the “CENT” position are substantially independent of the p-type dopant concentration in the p-type buried region (p-InP). FIG. 2D shows an example of a simulation result at the “EDGE” position. The horizontal axis is the electric field strength, and the vertical axis is the coordinate. The electric field strengths E E1 , E E2 , E E3 , and E E4 at the “EDGE” position depend on the p-type dopant concentration in the p-type buried region (p-InP). As the p-type dopant concentration increases, the electric field strength near the boundary between the n-type cladding layer and the active layer increases, and the electric field strength near the boundary between the n-type cladding and the active layer increases. The difference with the electric field strength in the vicinity of the boundary becomes larger.

また、図3は、半導体メサの中心からエッジに至る方向に関する最大電界強度の振る舞いを示す図面である。つまり、p型ドーパント濃度が小さくなるにつれて、最大電界強度は小さくなる。ドーパント濃度が低くなると、空乏層の拡がりが大きくなり、この結果、最大電界強度は低減される。この空乏層の拡がりが、低キャリア濃度の活性層、n型クラッドおよびp埋込層の境界付近における電気力線の曲がりを緩くすることに役立つ。このため、静電放電が生じたときに、局所的な強電界が発生されないような構造が提供される。したがって、半導体光素子の逆方向のESD耐圧が向上される。   FIG. 3 is a diagram showing the behavior of the maximum electric field strength in the direction from the center to the edge of the semiconductor mesa. That is, the maximum electric field strength decreases as the p-type dopant concentration decreases. As the dopant concentration decreases, the depletion layer spreads larger, resulting in a reduction in maximum field strength. This spreading of the depletion layer helps to loosen the bending of the electric lines of force in the vicinity of the boundary between the low carrier concentration active layer, the n-type cladding and the p buried layer. For this reason, a structure is provided in which a local strong electric field is not generated when electrostatic discharge occurs. Therefore, the ESD withstand voltage in the reverse direction of the semiconductor optical device is improved.

図4は、ヒューマン・ボディ・モデル(HBM)を用いて行った静電破壊試験の一例の結果を示す図面である。HBMは、人体からの放電を模擬したものであるである。この試験には、以下のような半導体レーザのサンプルが使用された。サンプルの構造は、半導体レーザの半導体メサの側面にわたって単一のp型埋込層とこの上に単一のn型埋込層とが設けられている点で、本実施の形態に係る半導体光素子の構造と異なる。逆方向に関する静電破壊が端面近傍において発生することを考慮すると、逆方向に関する静電破壊の適切な試験結果は、この構造の半導体レーザを用いた静電破壊試験からでも得られると考えられる。つまり、半導体レーザの全てが半導体光素子の第1の部分11aにおける埋込領域と同様な構造を有している。   FIG. 4 is a drawing showing the results of an example of an electrostatic breakdown test performed using a human body model (HBM). The HBM simulates electric discharge from the human body. For this test, the following semiconductor laser samples were used. The structure of the sample is that a single p-type buried layer and a single n-type buried layer are provided over the side surface of the semiconductor mesa of the semiconductor laser. Different from the device structure. Considering that electrostatic breakdown in the reverse direction occurs in the vicinity of the end face, it is considered that an appropriate test result of electrostatic breakdown in the reverse direction can be obtained from an electrostatic breakdown test using a semiconductor laser having this structure. That is, all of the semiconductor lasers have the same structure as the buried region in the first portion 11a of the semiconductor optical device.

図4(a)および図4(b)において、横軸は、逆方向印加電圧であり、この電圧は、放電用キャパシタにおける充電電圧である。縦軸は、印加電圧における静電試験で破壊されたサンプル数を示す。例として、NP1=1×1018cm−3、0.9×1018cm−3の試験結果が示された。図4(a)を参照すると、充電電圧1kV以上において殆どのサンプルが破壊されている。0.3kVの充電電圧における破壊は、発生頻度から考えて、この半導体光素子の構造に本来的に起因するものではなく別の要因による偶発的なものと推測される。図4(b)を参照すると、充電電圧0.8kV以下において全てのサンプルが破壊されている。この両結果を比較すると、埋込領域におけるp型埋込層のp型ドーパント濃度を低くすることは、逆方向耐圧の向上のために有効である。 In FIG. 4A and FIG. 4B, the horizontal axis is the reverse direction applied voltage, and this voltage is the charging voltage in the discharging capacitor. The vertical axis represents the number of samples destroyed in the electrostatic test at the applied voltage. As an example, the test results of N P1 = 1 × 10 18 cm −3 and 0.9 × 10 18 cm −3 were shown. Referring to FIG. 4A, most of the samples are destroyed at a charging voltage of 1 kV or higher. In view of the frequency of occurrence, the breakdown at a charge voltage of 0.3 kV is presumed to be accidental due to other factors, not inherently due to the structure of the semiconductor optical device. Referring to FIG. 4B, all samples are destroyed at a charging voltage of 0.8 kV or less. Comparing both results, it is effective to reduce the p-type dopant concentration of the p-type buried layer in the buried region in order to improve the reverse breakdown voltage.

引き続き、図5、図6、図7を参照しながら、本実施の形態に係る半導体光素子を作製する方法を示す。図5(a)を参照すると、n型InP基板51上にn型InPクラッド層53、活性層55およびp型InPクラッド層57が有機金属気相成長法で成長して半導体積層59をされる。活性層55は、シミュレーションモデルで説明されたような多重量子井戸構造を有する。活性層55の構造は、半導体光素子に好適な構造を用いることができる。図5(b)に示されるように、半導体積層59上に第1の絶縁体マスク61を形成する。絶縁体マスク61によって、図5(c)に示されるように、エッチングにより半導体光素子の端面部分用の半導体メサ63aを形成する。図6(a)に示されるように、この絶縁膜マスク61を用いて、半導体光素子の端面部分用の埋込領域65を成長する。埋込領域65は、半導体メサ63a上に成長されるp型InP埋込層65aと、p型InP埋込層65a上に成長されるn型InP埋込層65bとを含む。p型InP埋込層65aのドーパント濃度は変更される。次いで、絶縁膜マスク61を除去した後に、図6(b)に示されるように、半導体積層59および埋込領域65上に第2の絶縁体マスク67を形成する。そして、絶縁体マスク67によって、エッチングにより、半導体光素子のデバイス部分用の半導体メサ63bを形成する。図6(c)に示されるように、この絶縁膜マスク67を用いて、半導体光素子のデバイス部分用の埋込領域69を成長する。埋込領域69は、半導体メサ63b上に成長されるp型InP埋込層69aと、p型InP埋込層69a上に成長されるn型InP埋込層69bとを含む。埋込領域69の製造条件は、必要でないとき変更されない。次いで、絶縁膜マスク67を除去した後に、図7(a)および図7(b)に示されるように、p型InPクラッド層71を成長し、このp型InPクラッド層71上にp型コンタクト層を成長する。図7(c)および図7(d)に示されるように、半導体メサ63b上に開口を有するSiO膜73を形成する。このSiO膜75上にアノード電極77aを形成すると共に、基板51の裏面にカソード電極77bを形成する。 Next, a method for manufacturing a semiconductor optical device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5, 6, and 7. Referring to FIG. 5A, an n-type InP cladding layer 53, an active layer 55, and a p-type InP cladding layer 57 are grown on an n-type InP substrate 51 by metal organic vapor phase epitaxy to form a semiconductor stack 59. . The active layer 55 has a multiple quantum well structure as described in the simulation model. As the structure of the active layer 55, a structure suitable for a semiconductor optical device can be used. As shown in FIG. 5B, a first insulator mask 61 is formed on the semiconductor stack 59. With the insulator mask 61, as shown in FIG. 5C, a semiconductor mesa 63a for the end face portion of the semiconductor optical device is formed by etching. As shown in FIG. 6A, using this insulating film mask 61, a buried region 65 for the end face portion of the semiconductor optical device is grown. Buried region 65 includes a p-type InP buried layer 65a grown on semiconductor mesa 63a and an n-type InP buried layer 65b grown on p-type InP buried layer 65a. The dopant concentration of the p-type InP buried layer 65a is changed. Next, after the insulating film mask 61 is removed, a second insulator mask 67 is formed on the semiconductor stacked layer 59 and the buried region 65 as shown in FIG. 6B. Then, the semiconductor mesa 63b for the device portion of the semiconductor optical element is formed by etching with the insulator mask 67. As shown in FIG. 6C, using this insulating film mask 67, a buried region 69 for the device portion of the semiconductor optical device is grown. Buried region 69 includes a p-type InP buried layer 69a grown on semiconductor mesa 63b and an n-type InP buried layer 69b grown on p-type InP buried layer 69a. The manufacturing conditions of the buried region 69 are not changed when not necessary. Next, after removing the insulating film mask 67, as shown in FIGS. 7A and 7B, a p-type InP clad layer 71 is grown, and a p-type contact is formed on the p-type InP clad layer 71. Grow layers. As shown in FIGS. 7C and 7D, an SiO 2 film 73 having an opening is formed on the semiconductor mesa 63b. An anode electrode 77 a is formed on the SiO 2 film 75 and a cathode electrode 77 b is formed on the back surface of the substrate 51.

本実施の形態に係る半導体光素子によれば、量子井戸構造を変更しなくても逆方向ESD耐圧の向上を可能する。このため、これまでの素子特性および素子信頼性が実質的に変更されることなく、これらに関する問題を引き起こすことはない。また、半導体光素子を新規に設計するときにも、本実施の形態に係る半導体光素子の構造を用いることができる。埋込領域のp型埋込層のドーパント濃度を下げることにより光素子の高温特性低下の可能性があるけれども、静電耐圧の向上を目的とするためには、端面近傍の窓部分の変更であるので、光素子の特性が大きく変更されることは考えにくい。   According to the semiconductor optical device according to the present embodiment, the reverse ESD breakdown voltage can be improved without changing the quantum well structure. For this reason, the conventional device characteristics and device reliability are not substantially changed, and problems relating to these are not caused. Also, the structure of the semiconductor optical device according to the present embodiment can be used when a semiconductor optical device is newly designed. Although there is a possibility that the high temperature characteristics of the optical element may be lowered by lowering the dopant concentration of the p-type buried layer in the buried region, in order to improve the electrostatic withstand voltage, the window portion near the end face must be changed. Therefore, it is unlikely that the characteristics of the optical element will be significantly changed.

これらのことから、本実施の形態に係る半導体光素子においても電気特性および信頼性が実質的に同等であり、逆方向ESD耐性が向上される。本実施の形態に係る構造は、GaInAsP/InP系埋込ヘテロ構造半導体光素子だけでなく、AlGaInAs/InP系埋込ヘテロ構造半導体光素子、AlGaAs/GaAs系埋込ヘテロ構造半導体光素子、GaInNAs/GaAs系系埋込ヘテロ構造半導体光素子等にも適用される。これらは例示であり、本実施の形態における説明から、埋込構造半導体光素子において同様の技術的な効果が得られることが理解される。   For these reasons, the semiconductor optical device according to the present embodiment also has substantially the same electrical characteristics and reliability, and the reverse ESD resistance is improved. The structure according to the present embodiment is not limited to a GaInAsP / InP-based buried heterostructure semiconductor optical device, but also an AlGaInAs / InP-based buried heterostructure semiconductor optical device, an AlGaAs / GaAs-based buried heterostructure semiconductor optical device, and a GaInNAs / The present invention is also applied to a GaAs-based buried heterostructure semiconductor optical device or the like. These are merely examples, and it is understood from the description in the present embodiment that the same technical effect can be obtained in the buried structure semiconductor optical device.

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。本実施の形態では、例えば、ファブリペロー型半導体レーザを例示的に説明したけれども、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。また、本実施の形態では、n型InP基板といったn型III−V化合物半導体基板を用いる半導体光素子について例示的に説明しているけれども、p型III−V化合物半導体基板を用いることもできる。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。   While the principles of the invention have been illustrated and described in the preferred embodiments, it will be appreciated by those skilled in the art that the invention can be modified in arrangement and detail without departing from such principles. In this embodiment, for example, a Fabry-Perot semiconductor laser has been described as an example, but the present invention is not limited to the specific configuration disclosed in this embodiment. In this embodiment, a semiconductor optical device using an n-type III-V compound semiconductor substrate such as an n-type InP substrate is described as an example, but a p-type III-V compound semiconductor substrate can also be used. We therefore claim all modifications and changes that come within the scope and spirit of the following claims.

従来の構造では、半導体メサ内のn型クラッド層の不純物濃度がp型埋込層の不純物濃度以下である。このため、逆方向ESD電圧による空乏層が、半導体メサのn型クラッド層に広がり、結果的に、半導体メサ内のMQW活性層のn型クラッド層における電界が大きくなる傾向があった、本実施の形態における説明から理解されるように、第1のp型埋込層の不純物濃度を調整して、このMQW活性層のメサ近傍での電界の分布をn型クラッド層の不純物濃度よりも低下させる。この構造により、半導体メサ近傍において活性層の電界の分布の変化を小さくでき、その結果、逆方向のESD耐圧を向上することができた。   In the conventional structure, the impurity concentration of the n-type cladding layer in the semiconductor mesa is lower than the impurity concentration of the p-type buried layer. Therefore, the depletion layer due to the reverse ESD voltage spreads to the n-type cladding layer of the semiconductor mesa, and as a result, the electric field in the n-type cladding layer of the MQW active layer in the semiconductor mesa tends to increase. As understood from the description of the embodiment, the impurity concentration of the first p-type buried layer is adjusted, and the electric field distribution in the vicinity of the mesa of the MQW active layer is lower than the impurity concentration of the n-type cladding layer. Let With this structure, the change in the electric field distribution in the active layer in the vicinity of the semiconductor mesa can be reduced, and as a result, the reverse ESD withstand voltage can be improved.

図1は、本実施の形態に係る半導体光素子の構成を概略的に示す図面である。FIG. 1 is a drawing schematically showing a configuration of a semiconductor optical device according to the present embodiment. 図2は、半導体光素子の端面近傍における半導体メサおよび埋込領域の電界強度計算結果を示す図面である。FIG. 2 is a drawing showing the electric field strength calculation results of the semiconductor mesa and the buried region in the vicinity of the end face of the semiconductor optical device. 図3は、半導体メサの中心からエッジに至る方向に関する最大電界強度の振る舞いを示す図面である。FIG. 3 is a diagram showing the behavior of the maximum electric field strength in the direction from the center to the edge of the semiconductor mesa. 図4は、ヒューマン・ボディ・モデル(HBM)を用いて行った静電破壊試験の一例の結果を示す図面である。FIG. 4 is a drawing showing the results of an example of an electrostatic breakdown test performed using a human body model (HBM). 図5は、本実施の形態に係る半導体光素子の作製のための主要な工程を示す図面である。FIG. 5 is a drawing showing main steps for manufacturing a semiconductor optical device according to the present embodiment. 図6は、本実施の形態に係る半導体光素子の作製のための主要な工程を示す図面である。FIG. 6 is a drawing showing main steps for manufacturing a semiconductor optical device according to the present embodiment. 図7は、本実施の形態に係る半導体光素子の作製のための主要な工程を示す図面である。FIG. 7 is a drawing showing main steps for manufacturing a semiconductor optical device according to the present embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

11…半導体光素子、11a…半導体光素子の第1の部分、11b…半導体光素子の第2の部分、11c、11d…半導体素子端面、13…半導体メサ、13a…半導体メサの第1の部分、13b…半導体メサの第2の部分、15…第1のp型埋込層、17…第1のn型埋込層、19…第2のp型埋込層、21…第2のn型埋込層、23…活性層、25…n型半導体領域、27…p型半導体領域、29a、29b…埋込領域、31a、31b…pn接合、35…導電性半導体基板、37…上側クラッド層、39…コンタクト層、41…絶縁膜、43…第1の電極、45…第2の電極、NP1…第1のp型埋込層のp型ドーパント濃度、NP2…第2のp型埋込層のp型ドーパントの濃度、NN0…n型半導体領域のn型ドーパント濃度、NN1…第1のn型埋込層のn型ドーパント濃度、NN2…第2のn型埋込層のn型ドーパント濃度、LD1…第1の部分の長さ、LD2…第2の部分の長さ、51…n型InP基板、53…n型InPクラッド層、55…活性層、57…p型InPクラッド層、59…半導体積層、61…第1の絶縁体マスク、63a…半導体メサ、63b…半導体メサ、65…埋込領域、65a…p型InP埋込層、65b…n型InP埋込層、67…第2の絶縁体マスク、69…埋込領域、69a…p型InP埋込層、69b…n型InP埋込層、71…p型InPクラッド層、73…コンタクト層、75…SiO膜、77a…アノード電極、77b…カソード電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Semiconductor optical element, 11a ... 1st part of semiconductor optical element, 11b ... 2nd part of semiconductor optical element, 11c, 11d ... Semiconductor element end surface, 13 ... Semiconductor mesa, 13a ... 1st part of semiconductor mesa , 13b ... second part of semiconductor mesa, 15 ... first p-type buried layer, 17 ... first n-type buried layer, 19 ... second p-type buried layer, 21 ... second n Type buried layer, 23... Active layer, 25... N type semiconductor region, 27... P type semiconductor region, 29 a, 29 b... Buried region, 31 a, 31 b. Layer, 39 ... contact layer, 41 ... insulating film, 43 ... first electrode, 45 ... second electrode, N P1 ... p-type dopant concentration in the first p-type buried layer, N P2 ... second p the concentration of p-type dopant type buried layer, n-type dopant concentration of n N0 ... n-type semiconductor region, N1 ... n-type dopant concentration of the first n-type buried layer, N N2 ... n-type dopant concentration of the second n-type buried layer, L D1 ... length of the first portion, L D2 ... second Length of part, 51 ... n-type InP substrate, 53 ... n-type InP clad layer, 55 ... active layer, 57 ... p-type InP clad layer, 59 ... semiconductor laminate, 61 ... first insulator mask, 63a ... semiconductor Mesa, 63b ... semiconductor mesa, 65 ... buried region, 65a ... p-type InP buried layer, 65b ... n-type InP buried layer, 67 ... second insulator mask, 69 ... buried region, 69a ... p-type InP buried layer, 69b ... n-type InP buried layer, 71 ... p-type InP cladding layer, 73 ... contact layer, 75 ... SiO 2 film, 77a ... anode electrode, 77b ... cathode electrode

Claims (4)

所定の軸の方向に配置された第1および第2の部分を含む半導体メサと、
前記半導体メサの前記第1の部分の側面上に設けられた第1のp型埋込層と、
前記第1のp型埋込層上に設けられた第1のn型埋込層と、
前記半導体メサの前記第2の部分の側面上に設けられた第2のp型埋込層と、
前記第2のp型埋込層上に設けられた第2のn型埋込層と
を備え、
前記半導体メサの前記第1の部分は当該半導体光素子の端面を有しており、
前記半導体メサの前記第1および第2の部分の各々はn型半導体領域とp型半導体領域との間に設けられた活性層を有しており、
前記第1のp型埋込層のp型ドーパント濃度は、前記第2のp型埋込層のp型ドーパントの濃度より低い、ことを特徴とする半導体光素子。
A semiconductor mesa including first and second portions arranged in a direction of a predetermined axis;
A first p-type buried layer provided on a side surface of the first portion of the semiconductor mesa;
A first n-type buried layer provided on the first p-type buried layer;
A second p-type buried layer provided on a side surface of the second portion of the semiconductor mesa;
A second n-type buried layer provided on the second p-type buried layer,
The first portion of the semiconductor mesa has an end face of the semiconductor optical device;
Each of the first and second portions of the semiconductor mesa has an active layer provided between an n-type semiconductor region and a p-type semiconductor region,
The p-type dopant concentration of the first p-type buried layer is lower than the p-type dopant concentration of the second p-type buried layer.
前記第1のp型埋込層のp型ドーパント濃度は、前記半導体メサの前記n型半導体領域のn型ドーパント濃度よりも低い、ことを特徴とする請求項1に記載された半導体光素子。   2. The semiconductor optical device according to claim 1, wherein a p-type dopant concentration of the first p-type buried layer is lower than an n-type dopant concentration of the n-type semiconductor region of the semiconductor mesa. 前記第2のp型埋込層のp型ドーパント濃度は、前記半導体メサの前記n型半導体領域のn型ドーパント濃度以上である、ことを特徴とする請求項2に記載された半導体光素子。   3. The semiconductor optical device according to claim 2, wherein a p-type dopant concentration of the second p-type buried layer is equal to or higher than an n-type dopant concentration of the n-type semiconductor region of the semiconductor mesa. 前記第1のp型埋込層のp型ドーパント濃度は、5×1017cm−3以下である、ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載された半導体光素子。 4. The semiconductor light according to claim 1, wherein a p-type dopant concentration of the first p-type buried layer is 5 × 10 17 cm −3 or less. 5. element.
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